面试题：Redis 数据过期后的删除策略是什么？

Redis 中的数据过期后，并不会立即被删除，而是通过 惰性删除 和 定期删除 两种策略来清理过期数据。这两种策略共同作用，确保过期数据能够被及时清理，同时避免对 Redis 性能造成过大影响。

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1. 惰性删除（Lazy Expiration）

惰性删除是 Redis 处理过期数据的主要策略之一。它的核心思想是：在访问 key 时检查是否过期，如果过期则删除。

工作原理：

• 当客户端尝试访问某个 key 时，Redis 会先检查该 key 是否设置了过期时间。
• 如果 key 已过期，Redis 会立即删除该 key，并返回空值（或错误）。
• 如果 key 未过期，Redis 会正常返回数据。

优点：

• 节省 CPU 资源：只有在访问 key 时才会检查过期时间，避免了不必要的 CPU 开销。
• 简单高效：实现简单，对 Redis 的性能影响较小。

缺点：

• 内存占用：如果过期 key 长时间未被访问，可能会导致内存浪费。
• 不及时：过期 key 只有在被访问时才会被删除，可能导致过期数据堆积。

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2. 定期删除（Active Expiration）

定期删除是 Redis 处理过期数据的另一种策略。它的核心思想是：定期随机检查一部分 key，并删除其中已过期的 key。

工作原理：

• Redis 会每隔一段时间（默认 100ms）执行一次定期删除操作。
• 每次定期删除操作会随机检查一定数量的 key（默认 20 个），并删除其中已过期的 key。
• 如果发现过期 key 的比例超过 25%，则会继续检查下一批 key，直到过期 key 的比例低于 25%。

优点：

• 及时清理：定期删除可以及时清理过期 key，减少内存占用。
• 可控性：通过调整检查频率和每次检查的 key 数量，可以平衡 CPU 和内存的使用。

缺点：

• CPU 开销：定期删除会占用一定的 CPU 资源，尤其是在过期 key 较多的情况下。
• 不完全清理：由于每次只检查部分 key，可能会有部分过期 key 未被清理。

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3. 两种删除策略的结合

Redis 通过 惰性删除 和 定期删除 两种策略的结合，实现了对过期数据的高效清理：

• 惰性删除：确保在访问 key 时能够及时清理过期数据。
• 定期删除：确保即使过期 key 未被访问，也能被定期清理。

这种结合方式既保证了过期数据的及时清理，又避免了对 Redis 性能的过大影响。

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4. 配置定期删除策略

可以通过 Redis 配置文件 redis.conf 调整定期删除策略的参数：

• hz：控制定期删除操作的执行频率，默认值为 10（即每秒执行 10 次）。
• maxmemory-samples：控制每次定期删除操作检查的 key 数量，默认值为 5。

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5. 过期数据的其他注意事项

• 持久化对过期数据的影响：
  • 在 RDB 持久化模式下，过期 key 不会被保存到 RDB 文件中。
  • 在 AOF 持久化模式下，过期 key 会被记录为 DEL 命令。
• 主从复制对过期数据的影响：
  • 在主从复制模式下，过期 key 的删除操作会同步到从节点。
  • 从节点不会主动删除过期 key，而是等待主节点的删除命令。

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6. 手动删除过期数据

除了 Redis 自动删除过期数据外，还可以通过以下方式手动删除过期数据：

• DEL 命令：直接删除指定的 key。DEL key_name
• UNLINK 命令：异步删除指定的 key，避免阻塞主线程。UNLINK key_name

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总结

Redis 通过 惰性删除 和 定期删除 两种策略来清理过期数据：

• 惰性删除：在访问 key 时检查是否过期，如果过期则删除。
• 定期删除：定期随机检查一部分 key，并删除其中已过期的 key。

这两种策略的结合，既保证了过期数据的及时清理，又避免了对 Redis 性能的过大影响。在实际使用中，可以通过调整配置参数来优化删除策略的性能。