1. redis的数据结构

1.1 String

1.1.1 底层结构

Redis 中的 string 类型底层实现使用了 SDS（Simple Dynamic String），是因为 SDS 提供了比 C 语言原生字符串（以空字符结尾的 char*）更灵活和高效的功能

1. SDS 的结构如下:

struct sdshdr {
    int len;      // 已使用长度
    int alloc;    // 分配的总长度（包括 len 和 free 空间）
    char buf[];   // 实际存储字符串的数据区域
};

2. 二进制安全

SDS 支持存储二进制数据（如图片、序列化数据等），不会因遇到 \0 提前截断, 通过独立记录字符串长度（而不是依赖 \0），确保了对二进制数据的安全处理

3. 避免缓冲区溢出

SDS 通过记录实际已用长度（len）和总分配长度（alloc），严格控制字符串操作范围，避免了这种问题

1.1.2 常用命令

1. 设置值

• SET key value

  • 设置指定 key 的值。如果 key 已存在，会覆盖原有的值。

  • 示例：

  SET mykey "Hello, Redis"

• SETNX key value

  • 仅在 key 不存在时设置 key 的值。如果 key 已存在，不会做任何操作。可以用于分布式锁

  • 示例：

  SETNX mykey "Hello, Redis"

• SETEX key seconds value

  • 设置 key 的值，并同时设置过期时间（秒）。

  • 示例：

  SETEX mykey 10 "Hello, Redis"  # 10 秒后过期

• MSET key value [key value ...]

  • 批量设置多个键值对。

  • 示例：

  MSET key1 "value1" key2 "value2" key3 "value3"

• MSETNX key value [key value ...]

  • 批量设置多个键值对，仅在所有 key 都不存在时才会设置。

  • 示例：

  MSETNX key1 "value1" key2 "value2"

2. 获取值

• GET key

  • 获取指定 key 的值。

  • 示例：

  GET mykey  # 返回 "Hello, Redis"

• MGET key [key ...]

  • 批量获取多个 key 的值。

  • 示例：

  MGET key1 key2 key3  # 返回 ["value1", "value2", "value3"]

3. 删除值

• DEL key [key ...]

  • 删除指定 key。

  • 示例：

  DEL mykey
  DEL key1 key2 key3  # 批量删除

4. 检查键是否存在

• EXISTS key

  • 检查 key 是否存在。

  • 示例：

  EXISTS mykey  # 返回 1（存在）或 0（不存在）

5. 修改值

• SET key value

  • 设置或修改 key 的值，如前面所示。

• INCR key

  • 将 key 的值递增 1（适用于整数值）。

  • 示例：

  SET mynum 10
  INCR mynum  # 返回 11

• INCRBY key increment

  • 将 key 的值递增指定的增量。

  • 示例：

  INCRBY mynum 5  # 返回 15

• DECR key

  • 将 key 的值递减 1（适用于整数值）。

  • 示例：

  SET mynum 10
  DECR mynum  # 返回 9

• DECRBY key decrement

  • 将 key 的值递减指定的减量。

  • 示例：

  DECRBY mynum 3  # 返回 6

6. 追加和截取

• APPEND key value

  • 将指定的值追加到 key 的当前值的末尾。如果 key 不存在，等价于 SET key value。

  • 示例：

  SET mykey "Hello"
  APPEND mykey ", Redis"  # mykey 的值变为 "Hello, Redis"

• GETRANGE key start end

  • 获取 key 的值的子字符串（通过索引）。

  • 示例：

  GETRANGE mykey 0 4  # 返回 "Hello"

• SETRANGE key offset value

  • 从指定的偏移量开始，将 key 的值替换为新值。适用于修改字符串的部分内容。

  • 示例：

  SET mykey "Hello, World"
  SETRANGE mykey 7 "Redis"  # mykey 的值变为 "Hello, Redis"

7. 获取键的长度

• STRLEN key

  • 获取 key 的值的长度。

  • 示例：

  STRLEN mykey  # 返回字符串长度

8. 键的过期时间

• EXPIRE key seconds

  • 设置 key 的过期时间（秒）。

  • 示例：

  EXPIRE mykey 10  # 10 秒后 mykey 过期

• TTL key

  • 获取 key 的剩余过期时间（秒）。

  • 示例：

  TTL mykey  # 返回剩余时间或 -1（永不过期）

• PERSIST key

  • 移除 key 的过期时间，使其成为持久化键。

  • 示例：

  PERSIST mykey  # 取消过期时间

9. 常用命令示例

SET mykey "Hello"
GET mykey  # 返回 "Hello"
APPEND mykey " World"  # mykey 的值变为 "Hello World"
STRLEN mykey  # 返回 11
INCR mycounter  # mycounter 自增 1
MSET key1 "value1" key2 "value2"  # 批量设置

1.2 Hash

1.2.1 常用命令

设置字段值

• 命令：

  HSET key field value

  • 设置 Hash 中字段的值，如果字段不存在则创建。

• 示例：

  HSET user:1001 name Alice
  HSET user:1001 age 30

获取字段值

• 命令：

  HGET key field

  • 获取 Hash 中指定字段的值。

• 示例：

  HGET user:1001 name  # 返回 "Alice"

删除字段

• 命令：

  HDEL key field [field ...]

  • 删除一个或多个字段。

• 示例：

  HDEL user:1001 age

检查字段是否存在

• 命令：

  HEXISTS key field

  • 检查 Hash 中是否存在指定字段。

• 示例：

  HEXISTS user:1001 name  # 返回 1（存在）

获取所有字段和值

• 命令：

  HGETALL key

  • 返回 Hash 中所有字段和值。

• 示例：

  HGETALL user:1001
  # 返回:
  # name Alice
  # age 30

获取字段列表

• 命令：

  HKEYS key

  • 获取 Hash 中所有字段的列表。

• 示例：

  HKEYS user:1001  # 返回 ["name", "age"]

获取值列表

• 命令：

  HVALS key

  • 获取 Hash 中所有值的列表。

• 示例：

  HVALS user:1001  # 返回 ["Alice", "30"]

获取字段数量

• 命令：

  HLEN key

  • 返回 Hash 中字段的数量。

• 示例：

  HLEN user:1001  # 返回 2

递增字段值

• 命令：

  HINCRBY key field increment

  • 将指定字段的值加上增量（适用于整数值）。

• 示例：

  HSET user:1001 age 30
  HINCRBY user:1001 age 5  # age = 35

1.2.2 使用场景

缓存对象信息, 可精确修改对象属性

1.3 List

1.3.1 是什么

一个双端链表的结构，容量是2的32次方减1个元素，大概40多亿，主要功能有push/pop等，一般用在栈、队列、消息队列等场景。

left、right都可以插入添加；

如果键不存在，创建新的链表；

如果键已存在，新增内容；

如果值全移除，对应的键也就消失了。

它的底层实际是个双向链表，对两端的操作性能很高，通过索引下标的操作中间的节点性能会较差。

1.3.2 常用命令

1. 插入元素

• LPUSH key value [value ...]

  • 在 List 的左侧插入一个或多个元素。

  • 示例：

  LPUSH mylist "a"
  LPUSH mylist "b" "c"

• RPUSH key value [value ...]

  • 在 List 的右侧插入一个或多个元素。

  • 示例：

  RPUSH mylist "d"
  RPUSH mylist "e" "f"

2. 获取元素

• LRANGE key start stop

  • 返回指定范围内的元素（从 start 到 stop）。

  • 示例：

  LRANGE mylist 0 -1  # 返回整个列表
  LRANGE mylist 1 3   # 返回索引从 1 到 3 的元素

• LINDEX key index

  • 获取 List 中指定索引的元素。

  • 示例：

  LINDEX mylist 2  # 返回索引为 2 的元素

3. 修改元素

• LSET key index value

  • 将 List 中指定索引的元素修改为新值。

  • 示例：

  LSET mylist 1 "z"  # 将索引 1 处的元素修改为 "z"

4. 删除元素

• LREM key count value

  • 删除 List 中指定值的元素。count 控制删除的方向和数量：

  • count > 0：从左到右，删除第一个匹配的元素。

  • count < 0：从右到左，删除第一个匹配的元素。

  • count = 0：删除所有匹配的元素。

  • 示例：

  LREM mylist 1 "a"  # 删除第一个匹配的 "a"
  LREM mylist 0 "b"  # 删除所有匹配的 "b"

• LPOP key

  • 从 List 的左侧弹出并返回一个元素。

  • 示例：

  LPOP mylist  # 删除并返回 List 左侧的元素

• RPOP key

  • 从 List 的右侧弹出并返回一个元素。

  • 示例：

  RPOP mylist  # 删除并返回 List 右侧的元素

• RPOPLPUSH source destination

  • 从 source List 的右侧弹出元素，并将其插入到 destination List 的左侧。

  • 示例：

  RPOPLPUSH mylist anotherlist

5. 获取 List 的长度

• LLEN key

  • 返回 List 的元素个数。

  • 示例：

  LLEN mylist  # 返回 mylist 的长度

6. 队列和栈操作

• LPUSH key value [value ...] 和 RPOP key
  • 实现队列的“先进先出”操作。
• RPUSH key value [value ...]和 LPOP key
  • 实现栈的“后进先出”操作。

7. 修剪 List

• LTRIM key start stop

  • 修剪 List，保留从 start 到 stop 范围内的元素。

  • 示例：

  LTRIM mylist 1 3  # 保留索引 1 到 3 的元素

1.4 Zset

1.4.1 ziplist/listpack

用于元素较少 适用于数量不超过128, 大小不超过64字节

1. 压缩列表(ziplist)

• 定义: ziplist 是 Redis 中的一种紧凑型双向链表，专为节省小数据量的内存设计
• 结构:

ziplist 是一个连续的内存块，由以下部分组成：

1. zlbytes：整个 ziplist 占用的总字节数。
2. zltail：指向 ziplist 最后一个元素的偏移量，方便快速访问尾部。
3. zllen：ziplist 中元素的数量。
4. entries：存储实际数据，每个 entry 是一个数据项。
5. zlend：特殊标志（值为 255），表示列表的结束。

• 用途:

当 ZSet 的元素数量较少（默认小于 128 个）且每个成员和分数较短时，ZSet 会用 ziplist 存储

• 优点: 节省内存：所有数据连续存储，没有指针, 适合小数据量的集合
• 缺点: 随着数据量增大，插入、删除的效率变低，因为需要对内存块进行重分配。不适合频繁增删和大数据量场景

2. 列表包(listpack)

• 定义: listpack 是 Redis 6.0 引入的新型压缩结构，旨在替代 ziplist，以提高性能和易用性, 设计理念类似 ziplist，但解决了 ziplist 存在的一些缺陷
• 结构:

与 ziplist 类似，listpack 也是一个连续的内存块，由以下部分组成：

1. total_bytes：整个 listpack 占用的字节数。

2. num_elements：列表中的元素数量（可能是估计值）。

3. entries：存储实际数据，每个 entry 紧密排列，支持多种数据类型。

4. lp_end：结束标志（值为 255）。

• 用途:

在 Redis 6.0+ 版本中，listpack 替代了 ziplist，作为小型 ZSet 的底层存储结构

• 改进点:

解决了 ziplist 在增删数据时频繁重新分配内存的问题,

比较：ziplist vs listpack

特性	ziplist	listpack
引入版本	Redis 2.x	Redis 6.0
数据存储方式	连续内存，元素交替存储	连续内存，元素交替存储
内存管理	容易导致内存碎片	改进了内存分配和布局
操作效率	插入/删除效率较低	插入/删除效率较高
兼容性	已逐渐被弃用	未来的新标准
设计缺陷	操作复杂，容易出现越界或崩溃问题	更稳定，解决了越界问题

1.4.2 skiplist

用于元素较多 自动由listpack升级为skipList

Redis 的跳表（skiplist）在 ZSet 的实现中结合了两种数据结构：跳表和哈希表（dict）

1. 跳表(skipList)

作用: 实现元素的 有序存储 和 按分数排序 的能力, 支持范围操作（如 ZRANGEBYSCORE、ZRANGEBYRANK）

优势: 插入、删除、按分数查询的时间复杂度是 O(logN)

2. 哈希表(dict)

作用: 提供 元素到分数的快速映射，通过元素值直接定位分数, 用于快速判断元素是否存在

优势: 精确查找的时间复杂度是 O(1), 插入和删除效率高，不受有序性限制

1.4.3 常用命令

1. 添加/更新元素

命令格式：

ZADD key [NX|XX] [CH] [INCR] score member [score member ...]

实例：

ZADD leaderboard 100 alice 200 bob 150 charlie

作用：
在 leaderboard 中添加以下成员及分数：

• alice 分数 100
• bob 分数 200
• charlie 分数 150

2. 查询排名范围内的成员

命令格式：

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

实例：

ZRANGE leaderboard 0 -1 WITHSCORES

作用：
返回 leaderboard 中按分数递增排序的所有成员及其分数。

3. 查询分数范围内的成员

命令格式：

ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]

实例：

ZRANGEBYSCORE leaderboard 100 150 WITHSCORES

作用：
返回 leaderboard 中分数在 100 到 150 范围内的成员及其分数。

4. 查询递减排名范围内的成员

命令格式：

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

实例：

ZREVRANGE leaderboard 0 -1 WITHSCORES

作用：
返回 leaderboard 中按分数递减排序的所有成员及其分数。

1.5 BitMap

1.5.1 是什么

Bitmap 本质上是一个 位数组，每一位可以存储 0 或 1，对应于布尔值 false 或 true

1.5.2 常用命令

设置位（SETBIT）

• 命令：

  SETBIT key offset value

  • 设置指定偏移量的位值（0 或 1）。
  • key：存储 Bitmap 的键。
  • offset：位的偏移量，从 0 开始。
  • value：只能为 0 或 1。

• 示例：

  SETBIT user_active 5 1  # 将偏移量 5 的位设置为 1

获取位（GETBIT）

• 命令：

  GETBIT key offset

  • 获取指定偏移量的位值。

• 示例：

  GETBIT user_active 5  # 获取偏移量 5 的位值

统计位值（BITCOUNT）

• 命令：

  BITCOUNT key [start end]

  • 统计 Bitmap 中值为 1 的位的数量。
  • 可指定范围（字节索引）进行统计。

• 示例：

  BITCOUNT user_active   # 统计整个 Bitmap 中值为 1 的位的数量
  BITCOUNT user_active 0 1  # 统计第 0 到第 1 字节范围内的值为 1 的位

按位操作（BITOP）

• 命令：

  BITOP operation destkey key [key ...]

  • 对多个 Bitmap 进行按位操作，并将结果保存到目标键。
  • 支持的操作包括：
  • AND（按位与）
  • OR（按位或）
  • XOR（按位异或）
  • NOT（按位取反，仅支持一个键）

• 示例：

  BITOP AND result_bitmap key1 key2

查找第一个位的位置（BITPOS）

• 命令：

  BITPOS key bit [start] [end]

  • 查找第一个指定值（0 或 1）出现的位的偏移量。
  • 可以指定范围（字节索引）进行查找。

• 示例：

  BITPOS user_active 1  # 查找第一个值为 1 的位的位置

Bitmap 的存储机制

• Redis 使用 String 类型 来存储 Bitmap，每个字符串中的位可以看作一个 Bitmap 单元。
• 假如一个字符串有 N 个字节，它总共有 N × 8 位可用。
• Bitmap 的存储非常紧凑，每 8 位只占用 1 字节内存。

1.5.3 Bitmap 的典型应用场景

用户活跃标记

• 用一个 Bitmap 记录每天用户的活跃情况：

  • 用户 ID 对应于位的偏移量。
  • 如果用户活跃，设置对应的位为 1，否则为 0。

• 示例：

  SETBIT user_active_20241201 1001 1  # 用户 ID 为 1001 活跃
  GETBIT user_active_20241201 1001  # 检查用户是否活跃

签到打卡

• 将 Bitmap 用于用户签到记录，每位代表一天：

  • 通过 SETBIT 和 GETBIT 操作更新或查询签到情况。

• 示例：

  SETBIT user_checkin 5 1  # 用户第 5 天签到
  BITCOUNT user_checkin    # 统计用户总签到天数

1.6 Stream

Redis版的MQ redis 5.x之后出现

1.6.1 stream是什么

stream: 用于处理 消息队列 和 日志数据 场景。Stream 提供了一种高效的、可持久化的消息存储方式，支持高并发数据写入和读取，并允许消息被多个消费者组同时消费。说白了就是一个消息队列

消息: 每条消息都有一个全局唯一的 ID，格式为 ms-seq，例如 1680000000000-0：

• ms：毫秒级时间戳。
• seq：序列号，用于同一毫秒内的多条消息区分

消息内容: 每条消息是一个键值对（field-value）集合，允许存储多个字段的数据

可以理解为一个ID为一条消息, 每个ID里面可以有多个键值对代表内容

1.6.2 Stream的基础操作

添加消息:

• 命令：

  XADD key ID field value [field value ...]

  • ID：可以指定，也可以用 * 让 Redis 自动生成。

  • 示例：

  XADD mystream * temperature 22 humidity 60

读取消息:

• 命令：

  XRANGE key start end [COUNT count]

  • 读取从 start 到 end 范围的消息。

  • 示例：

  XRANGE mystream - +

  • - 表示最小 ID，+ 表示最大 ID。

删除消息:

• 命令：

  XDEL key ID [ID ...]

  • 删除指定 ID 的消息。

1. 消费者组

作用: 一个 Stream 可以有多个消费者组，每个消费者组独立管理自己的消费进度, 消息会被分配给消费者组中的多个消费者，避免重复消费

创建消费者组

• 命令：

  XGROUP CREATE key groupname id

  • 创建一个消费者组。
  • id：指定起始读取 ID，通常使用 $ 表示从最后一条消息开始。

读取消息

• 命令：

  XREADGROUP GROUP groupname consumername COUNT count STREAMS key id

  • 消费者组读取消息。

  • consumername：指定消费者名称。

  • id：通常为 >，表示读取未消费的消息。

  • 示例：

  XREADGROUP GROUP mygroup consumer1 COUNT 10 STREAMS mystream >

确认消息

• 命令：

  XACK key groupname id [id ...]

  • 确认已处理完消息，避免重复分配。

未确认消息

• 命令：

  XPENDING key groupname

  • 查看消费者组的未确认消息。

Stream 与其他数据结构的比较

功能	Stream	List	Pub/Sub
消息存储	持久化	持久化	非持久化
消息有序性	有序	有序	无序
消费者管理	支持消费者组，消息确认	无消费者管理	无消费者管理
场景适配	适合日志流、任务队列	简单队列	广播或通知

1.7 GEO

1.7.1 基本概念

Geo 类型可以存储经度和纬度坐标

1.7.2 常用命令

1 添加地理位置

• GEOADD key longitude latitude member

  • 将指定位置的地理信息（经纬度和名称）添加到 Geo 集合中。

  • 示例：

  GEOADD mygeokey 13.361389 38.115556 "Palermo"
  GEOADD mygeokey 15.087269 37.502669 "Catania"

2. 获取地理位置的坐标

• GEOPOS key member [member ...]

  • 返回给定成员的经纬度坐标。

  • 示例：

  GEOPOS mygeokey "Palermo"  # 返回 [13.361389, 38.115556]

3. 获取两点之间的距离

• GEODIST key member1 member2 [unit]

  • 返回两个成员之间的距离。unit 可以是 m（米）、km（千米）、mi（英里）、ft（英尺）。

  • 示例：

  GEODIST mygeokey "Palermo" "Catania" km  # 返回两者之间的距离

4 获取成员的周边

• GEORADIUS key longitude latitude radius [unit] [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count]

  • 返回给定坐标点半径范围内的所有成员。可以选择输出成员的坐标、距离和 Geohash 值。

  • 示例：

  GEORADIUS mygeokey 15 37 100 km WITHCOORD WITHDIST # 返回经纬度和距离

• GEORADIUSBYMEMBER key member radius [unit] [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count]

  • 在指定的成员周围返回半径范围内的所有成员。

  • 示例：

  GEORADIUSBYMEMBER mygeokey "Catania" 50 km WITHCOORD

5 获取成员的排序和排名

• GEOSORT key [ASC|DESC] [BY pattern] [GET pattern] [COUNT count] [STORE destination]

  • 对 Geo 集合进行排序并返回排序结果。可以指定排序顺序和字段。

  • 示例：

  GEOSORT mygeokey ASC

1.7.3 使用 Geo 类型的场景

位置查询：可以用于找出给定位置附近的商店、餐馆或其他兴趣点

地图应用：如地图服务提供位置搜索和附近地点推荐功能

1.7.4 Geo 类型的实现原理

Redis 使用 Geohash 编码来存储地理空间数据。每个位置的经纬度会被转换成一个 Geohash 字符串，从而能够在一个空间内索引和排序数据。使用 Geohash 的好处在于，它支持空间的范围查询和点到点的距离计算，同时具有良好的性能和精确度

 

2. 持久化机制

2.1 RDB

2.1.1 定义

RDB 是以快照的形式将内存中的数据保存到磁盘的一种机制

2.1.2 工作原理：

• 在指定的时间间隔（或触发条件）生成数据库的快照，并保存到 .rdb 文件。
• RDB 文件是一个紧凑的二进制文件，适合备份和传输。

优点：

• 文件小，加载速度快，适合冷启动和灾难恢复。
• 对性能的影响较小，因为快照是在后台子进程中完成的。
• 文件格式紧凑，便于跨平台迁移。

缺点：

• 不适合对数据一致性要求很高的场景，因为如果 Redis 在快照之间宕机，会丢失最后一次快照后的数据。
• 需要占用额外的磁盘空间。

2.1.1 配置：

使用 save 指令控制快照条件。例如：

save 900 1    # 900秒内至少有1个写操作时触发快照
save 300 10   # 300秒内至少有10个写操作时触发快照
save 60 10000 # 60秒内至少有10000个写操作时触发快照

为什么 60秒不到 + 10000次写操作 会触发

• save 60 10000 表示在最多 60 秒内，写操作数累计达到 10000 次时触发快照。
• 如果 Redis 检测到在 10 秒 内已经达到了 10000 次写操作，时间和写操作条件都满足，立即触发快照，无需等待到第 60 秒。

为什么 900秒不到 + 1次写操作 不会触发

• save 900 1 的设计目的是保障长时间低频写操作场景。
• 这种规则的特点是写操作条件容易满足，但需要等时间条件达到，即完整的 900 秒窗口内至少有一次写操作才触发。

总结: Redis 不会因为一个低频的写操作立即触发快照，而是等待窗口结束后确认条件是否满足。这是为了避免频繁保存带来的性能开销。高频规则 (save 60 10000)：条件满足立即触发，因为目的是保障高并发下的数据安全。低频规则 (save 900 1)：时间窗口需要完成，因为目标是以较低频率保存数据。

2.2 AOF

2.2.1 定义

AOF 是将每次写操作以日志形式记录下来，从而实现持久化。

2.2.2 工作原理

• Redis 将每个写命令追加到 .aof 文件中, 共有(基本文件、增量文件、清单文件)
• AOF 文件定期进行重写（Rewrite）以压缩日志文件的大小。

优点：

• 提供更高的数据安全性，可以通过配置实现秒级甚至毫秒级的数据持久化。
• AOF 文件更易于阅读和分析，因为它是纯文本格式。

缺点：

• 文件相对较大，恢复速度较慢。
• 写入速度比 RDB 略低，对性能有一定影响。

2.2.3 配置

关键参数：

appendonly yes           # 启用AOF
appendfsync always       # 每次写入都同步到磁盘，性能最低，安全性最高
appendfsync everysec     # 每秒同步一次，性能与安全性折中（默认）
appendfsync no           # 不同步，由操作系统决定刷盘时机，性能高但不安全

2.3 两种方式对比

2.3.1 对比

特性	RDB	AOF
数据安全性	丢失快照后数据	丢失最近未写入磁盘的命令
性能影响	性能开销低，适合大数据量备份	性能开销较大
文件大小	紧凑，较小	日志记录多，文件较大
恢复速度	恢复速度快	恢复速度较慢
可读性	二进制文件，不易读	文本格式，易于分析

2.3.2 混合持久化

Redis 从 4.0 开始支持混合持久化模式（Hybrid Persistence），将 RDB 和 AOF 的优点结合：

• 在持久化时，先保存 RDB 快照，再将最近的 AOF 日志追加到 RDB 文件后。
• 这样既保证了恢复速度（RDB），也减少了数据丢失（AOF）。

配置方式：

aof-use-rdb-preamble yes

 

3. 淘汰策略

3.1 过期策略

3.1.1. 设置键的过期时间

可以通过以下命令为键设置过期时间：

• EXPIRE key seconds：为键设置过期时间，单位为秒。
• PEXPIRE key milliseconds：为键设置过期时间，单位为毫秒。
• EXPIREAT key timestamp：设置键在指定的 Unix 时间戳（秒）到期。
• PEXPIREAT key timestamp：设置键在指定的 Unix 时间戳（毫秒）到期。

查询剩余过期时间：

• TTL key：查询键的剩余过期时间（秒）。
• PTTL key：查询键的剩余过期时间（毫秒）。

3.1.2 过期策略

.1 惰性删除（Lazy Deletion）

• Redis 在读取某个键时会检查该键是否已过期。
• 如果已过期，则立即删除该键，并返回空结果。
• 优点：对 CPU 资源影响最小，仅在访问过期键时触发检查。
• 缺点：如果过期键从未被访问，则可能一直占用内存。

2 定期删除（Periodic Deletion）

• Redis 会定期扫描过期字典中的键，主动删除过期的键。
• 扫描频率和时间片由配置参数控制：
  • hz：每秒钟 Redis 事件循环的执行次数，影响定期任务的频率（默认为 10）。
  • 定期删除的扫描是分片进行的，避免一次性检查大量键导致性能抖动。
• 优点：能清理一部分过期键，避免内存占用过多。
• 缺点：可能无法及时删除所有过期键，导致内存占用延迟释放。

3.2 内存淘汰

当 Redis 内存不足时，配合过期键的清理机制，Redis 提供了以下淘汰策略：

1 不淘汰（noeviction）

• 当内存达到限制时，对写操作直接返回错误，不会删除任何键。
• 默认策略。

2 删除最近最少使用的键（LRU，Least Recently Used）

• volatile-lru：从设置了过期时间的键中，删除最近最少使用的键。
• allkeys-lru：从所有键中删除最近最少使用的键。

3 删除最近最少访问的键（LFU，Least Frequently Used）

• volatile-lfu：从设置了过期时间的键中，删除访问频率最低的键。
• allkeys-lfu：从所有键中删除访问频率最低的键。

4 随机删除（Random）

• volatile-random：从设置了过期时间的键中，随机删除。
• allkeys-random：从所有键中，随机删除。

5 删除即将过期的键（TTL，Time To Live）

• volatile-ttl：从设置了过期时间的键中，删除过期时间最接近的键。