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實(shí)現(xiàn)Redis設(shè)置隨機(jī)超時(shí)能力的分析
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Redis是一個(gè)高性能的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)，擁有豐富的數(shù)據(jù)類型和強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。其中，設(shè)置KEY的過期時(shí)間是Redis的一個(gè)重要功能，可以有效避免內(nèi)存占用過高的問題。但是，如果所有key的過期時(shí)間周期一致，那么就會(huì)出現(xiàn)過期時(shí)間沖突的問題，導(dǎo)致內(nèi)存占用仍然較高。為此，Redis提供了設(shè)置隨機(jī)超時(shí)能力的功能，讓過期時(shí)間呈現(xiàn)隨機(jī)的狀態(tài)，進(jìn)一步減少內(nèi)存占用。本文將對(duì)Redis實(shí)現(xiàn)隨機(jī)超時(shí)能力的原理進(jìn)行詳細(xì)分析。
Redis設(shè)置key的過期時(shí)間是通過設(shè)置key對(duì)應(yīng)的expire字段實(shí)現(xiàn)的。例如，使用以下命令來(lái)設(shè)置key的過期時(shí)間為60秒：
set key value
expire key 60
expire命令將key的過期時(shí)間設(shè)置為60秒，Redis將在60秒之后自動(dòng)刪除該key。然而，如果所有key的過期時(shí)間都是60秒，那么它們會(huì)在同一時(shí)間被刪除，導(dǎo)致內(nèi)存占用還是比較高的。
為了避免這個(gè)問題，Redis提供了隨機(jī)超時(shí)能力。具體實(shí)現(xiàn)方法是，在執(zhí)行expire命令時(shí)，向過期時(shí)間添加一個(gè)隨機(jī)值。例如，使用以下命令設(shè)置隨機(jī)過期時(shí)間：
set key value
expire key 60+rand(30)
其中，rand(30)表示生成一個(gè)0~30之間的隨機(jī)數(shù)，將其加到過期時(shí)間中。這樣，每個(gè)key的過期時(shí)間就呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，降低了內(nèi)存占用率。
在Redis中，設(shè)置隨機(jī)超時(shí)能力的方法比較簡(jiǎn)單，只需要在過期時(shí)間后加上一個(gè)隨機(jī)值即可。因此，Redis的源碼中并沒有專門實(shí)現(xiàn)隨機(jī)超時(shí)能力的模塊，只是在expire命令的實(shí)現(xiàn)中加入了隨機(jī)值的處理。
expire命令的具體實(shí)現(xiàn)可以在Redis源碼中查看。我們以Redis 5.0版本的代碼為例，進(jìn)入src/db.c文件中，找到expireCommand函數(shù)。
void expireCommand(client *c) {
expireGenericCommand(c,c->argv[1],mstime()+getIntFromObject(c->argv[2]));
}
expireCommand中調(diào)用了expireGenericCommand函數(shù)，該函數(shù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)key的過期時(shí)間設(shè)置。
void expireGenericCommand(client *c, robj *key, mstime_t when) {
dictEntry *de;
long long id;
robj *notifykey;
robj *channel;
robj *val;
de = dictFind(c->db->dict,key->ptr);
if (de == NULL) {
addReply(c,shared.czero);
return;
}
val = dictGetVal(de);
id = dictGetUnsignedIntegerVal(val);
/* Update the expire time of the key */
if (when
serverAssert(deleteKey(c->db,key));
/* Notify the client */
notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_GENERIC,"del",key,c->db->id);
/* Publish the expired key notification */
notifykey = createStringObject("__keyevent@%d__:expired",
c->db->id);
channel = createStringObject(key->ptr,sdslen(key->ptr));
notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_GENERIC,"publish",notifykey,channel);
decrRefCount(notifykey);
decrRefCount(channel);
/* Propagate the deletion of expired keys */
notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_REPLICATED,"del",key,c->db->id);
/* Call the client cleanup callback */
if (server.hasActiveChildProcess())
clientCleanupQueuePush(c);
} else {
dictEntry *kde;
robj *zsetobj;
serverAssertWithInfo(c,key,dictAdd(c->db->expires,key,(void*)id) == DICT_OK);
kde = dictFind(c->db->expires,key->ptr);
/* The following function always returns 0 in Redis 2.6. */
//dictReplace(c->db->expires,kde,key,(void*)when);
/* Update the timeout of the key in the zset that represents the
* timeout of keys. */
zsetobj = c->db->expires->privdata;
serverAssertWithInfo(c,key,zsetAdd(zsetobj,(double)when,key->ptr,NULL));
addReply(c,shared.cone);
}
}
expireGenericCommand中，當(dāng)隨機(jī)過期時(shí)間when小于等于當(dāng)前時(shí)間msTime時(shí)，就將key刪除，否則就將其加入到expires字典中，并更新zsetobj中對(duì)應(yīng)key的過期時(shí)間。
以上就是Redis設(shè)置隨機(jī)超時(shí)能力的分析。通過在過期時(shí)間后添加隨機(jī)值，可以讓過期時(shí)間呈現(xiàn)隨機(jī)的狀態(tài)，降低內(nèi)存占用率，提高系統(tǒng)性能。
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標(biāo)題名稱：實(shí)現(xiàn)Redis設(shè)置隨機(jī)超時(shí)能力的分析（redis設(shè)置隨機(jī)值時(shí)間）
瀏覽路徑：http://m.fisionsoft.com.cn/article/dpohcsd.html
