Redis中键值过期操作示例详解

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1.过期设置

Redis 中设置过期时间主要通过以下四种方式：

expire key seconds：设置 key 在 n 秒后过期；
pexpire key milliseconds：设置 key 在 n 毫秒后过期；
expireat key timestamp：设置 key 在某个时间戳（精确到秒）之后过期；
pexpireat key millisecondsTimestamp：设置 key 在某个时间戳（精确到毫秒）之后过期；

下面分别来看以上这些命令的具体实现。

1）expire：N 秒后过期

127.0.0.1:6379> set key value
OK
127.0.0.1:6379> expire key 100
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl key
(integer) 97

其中命令 ttl 的全称是 Time To Live 表示此键值在 n 秒后过期。例如，上面的结果 97 表示 key 在 97s 后过期。

2）pexpire：N 毫秒后过期

127.0.0.1:6379> set key2 value2
OK
127.0.0.1:6379> pexpire key2 100000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pttl key2
(integer) 94524

其中 pexpire key2 100000 表示设置 key2 在 100000 毫秒（100秒）后过期。

3）expireat：过期时间戳精确到秒

127.0.0.1:6379> set key3 value3
OK
127.0.0.1:6379> expireat key3 1573472683
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl key3
(integer) 67

其中 expireat key3 1573472683 表示 key3 在时间戳 1573472683 后过期（精确到秒），使用 ttl 查询可以发现在 67s 后 key3 会过期。

小贴士：在 Redis 可以使用 time 命令查询当前时间的时间戳（精确到秒），示例如下：
127.0.0.1:6379> time
1) "1573472563"
2) "248426"

4）pexpireat：过期时间戳精确到毫秒

127.0.0.1:6379> set key4 value4
OK
127.0.0.1:6379> pexpireat key4 1573472683000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pttl key4
(integer) 3522

其中 pexpireat key4 1573472683000 表示 key4 在时间戳 1573472683000 后过期（精确到毫秒），使用 ttl 查询可以发现在 3522ms 后 key4 会过期。

5）字符串中的过期操作

字符串中几个直接操作过期时间的方法，如下列表：

set key value ex seconds：设置键值对的同时指定过期时间（精确到秒）；
set key value ex milliseconds：设置键值对的同时指定过期时间（精确到毫秒）；
setex key seconds valule：设置键值对的同时指定过期时间（精确到秒）。

实现示例如下：

① set key value ex seconds

127.0.0.1:6379> set k v ex 100
OK
127.0.0.1:6379> ttl k
(integer) 97

② set key value ex milliseconds

127.0.0.1:6379> set k2 v2 px 100000
OK
127.0.0.1:6379> pttl k2
(integer) 92483

③ setex key seconds valule

127.0.0.1:6379> setex k3 100 v3
OK
127.0.0.1:6379> ttl k3
(integer) 91

2.移除过期时间

使用命令： persist key 可以移除键值的过期时间，如下代码所示：

127.0.0.1:6379> ttl k3
(integer) 97
127.0.0.1:6379> persist k3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl k3
(integer) -1

可以看出第一次使用 ttl 查询 k3 会在 97s 后过期，当使用了 persist 命令之后，在查询 k3 的存活时间发现结果是 -1，它表示 k3 永不过期。

3.Java实现过期操作

本文将使用 Jedis 框架来实现对 Redis 过期时间的操作，如下代码所示：

public class TTLTest {
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 // 创建 Redis 连接
 Jedis jedis = new Jedis("xxx.xxx.xxx.xxx", 6379);
 // 设置 Redis 密码(如果没有密码，此行可省略)
 jedis.auth("xxx");
 // 存储键值对（默认情况下永不过期）
 jedis.set("k", "v");
 // 查询 TTL（过期时间）
 Long ttl = jedis.ttl("k");
 // 打印过期日志
 System.out.println("过期时间：" + ttl);
 // 设置 100s 后过期
 jedis.expire("k", 100);
 // 等待 1s 后执行
 Thread.sleep(1000);
 // 打印过期日志
 System.out.println("执行 expire 后的 TTL=" + jedis.ttl("k"));
 }
}

程序的执行结果为：

过期时间：-1
执行 expire 后的 TTL=99

可以看出使用 Jedis 来操作 Redis 的过期时间还是很方便的，可直接使用 jedis.ttl("k") 查询键值的生存时间，使用 jedis.expire("k",seconds) 方法设置过期时间（精确到秒）。

小贴士：使用 Jedis 之前，先要把 Jedis 引入到程序中，如果使用的是 Maven 项目的，直接在 pom.xml 文件中添加以下引用：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis -->
<dependency>
 <groupId>redis.clients</groupId>
 <artifactId>jedis</artifactId>
 <version>version</version>
</dependency>

更多过期操作方法，如下列表：

pexpire(String key, long milliseconds)：设置 n 毫秒后过期；
expireAt(String key, long unixTime)：设置某个时间戳后过期（精确到秒）；
pexpireAt(String key, long millisecondsTimestamp)：设置某个时间戳后过期（精确到毫秒）；
persist(String key)：移除过期时间。

完整示例代码如下：

public class TTLTest {
 public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 // 创建 Redis 连接
 Jedis jedis = new Jedis("xxx.xxx.xxx.xxx", 6379);
 // 设置 Redis 密码(如果没有密码，此行可省略)
 jedis.auth("xxx");
 // 存储键值对（默认情况下永不过期）
 jedis.set("k", "v");
 // 查询 TTL（过期时间）
 Long ttl = jedis.ttl("k");
 // 打印过期日志
 System.out.println("过期时间：" + ttl);
 // 设置 100s 后过期
 jedis.expire("k", 100);
 // 等待 1s 后执行
 Thread.sleep(1000);
 // 打印过期日志
 System.out.println("执行 expire 后的 TTL=" + jedis.ttl("k"));
 // 设置 n 毫秒后过期
 jedis.pexpire("k", 100000);
 // 设置某个时间戳后过期（精确到秒）
 jedis.expireAt("k", 1573468990);
 // 设置某个时间戳后过期（精确到毫秒）
 jedis.pexpireAt("k", 1573468990000L);
 // 移除过期时间
 jedis.persist("k");
 }
}

4.持久化中的过期键

上面我们讲了过期键在 Redis 正常运行中一些使用案例，接下来，我们来看 Redis 在持久化的过程中是如何处理过期键的。

Redis 持久化文件有两种格式：RDB（Redis Database）和 AOF（Append Only File），下面我们分别来看过期键在这两种格式中的呈现状态。

1）RDB中的过期键

RDB 文件分为两个阶段，RDB 文件生成阶段和加载阶段。

① RDB 文件生成

从内存状态持久化成 RDB（文件）的时候，会对 key 进行过期检查，过期的键不会被保存到新的 RDB 文件中，因此 Redis 中的过期键不会对生成新 RDB 文件产生任何影响。

② RDB 文件加载

RDB 加载分为以下两种情况：

如果 Redis 是主服务器运行模式的话，在载入 RDB 文件时，程序会对文件中保存的键进行检查，过期键不会被载入到数据库中。所以过期键不会对载入 RDB 文件的主服务器造成影响；
如果 Redis 是从服务器运行模式的话，在载入 RDB 文件时，不论键是否过期都会被载入到数据库中。但由于主从服务器在进行数据同步时，从服务器的数据会被清空。所以一般来说，过期键对载入 RDB 文件的从服务器也不会造成影响。

RDB 文件加载的源码可以在 rdb.c 文件的 rdbLoad() 函数中找到，源码所示：

/* Check if the key already expired. This function is used when loading
* an RDB file from disk, either at startup, or when an RDB was
* received from the master. In the latter case, the master is
* responsible for key expiry. If we would expire keys here, the
* snapshot taken by the master may not be reflected on the slave. 
*
* 如果服务器为主节点的话，
* 那么在键已经过期的时候，不再将它们关联到数据库中去
*/
if (server.masterhost == NULL && expiretime != -1 && expiretime < now) {
 decrRefCount(key);
 decrRefCount(val);
 // 跳过
 continue;
}

2）AOF中的过期键

① AOF 文件写入

当 Redis 以 AOF 模式持久化时，如果数据库某个过期键还没被删除，那么 AOF 文件会保留此过期键，当此过期键被删除后，Redis 会向 AOF 文件追加一条 DEL 命令来显式地删除该键值。

② AOF 重写

执行 AOF 重写时，会对 Redis 中的键值对进行检查已过期的键不会被保存到重写后的 AOF 文件中，因此不会对 AOF 重写造成任何影响。

5.主从库的过期键

当 Redis 运行在主从模式下时，从库不会进行过期扫描，从库对过期的处理是被动的。也就是即时从库中的 key 过期了，如果有客户端访问从库时，依然可以得到 key 对应的值，像未过期的键值对一样返回。

从库的过期键处理依靠主服务器控制，主库在 key 到期时，会在 AOF 文件里增加一条 del 指令，同步到所有的从库，从库通过执行这条 del 指令来删除过期的 key。

6.小结

本文我们知道了 Redis 中的四种设置过期时间的方式：expire、pexpire、expireat、pexpireat，其中比较常用的是 expire 设置键值 n 秒后过期。

字符串中可以在添加键值的同时设置过期时间，并可以使用 persist 命令移除过期时间。同时我们也知道了过期键在 RDB 写入和 AOF 重写时都不会被记录。

过期键在主从模式下，从库对过期键的处理要完全依靠主库，主库删除过期键之后会发送 del 命令给所有的从库。