Redis设置生存和过期时间的原理

在了解原理前 先来看使用方法

通过EXPIRE命令或者PEXPIRE命令，客户端可以以秒或者毫秒精度为数据库中的某个键设置生存时间，在经过指定的秒数或者毫秒数之后，服务器就会自动删除生存时间为0的键。

SETEX命令可以在设置一个字符串键的同时为键设置过期时间（只能用于字符串键）

与EXPIRE命令和PEXPIRE命令类似，客户端可以通过EXPIREAT命令或PEXPIREAT命令，以秒或者毫秒精度给数据库中的某个键设置过期时间

过期时间是一个UNIX时间戳，当键的过期时间来临时，服务器就会自动从数据库中删除这个键

TTL命令和PTTL命令接受一个带有生存时间或者过期时间的键，返回这个键的剩余生存时间，也就是，返回距离这个键被服务器自动删除还有多长时间

Redis有四个不同的命令可以用于设置键的生存时间（键可以存在多久）或过期时间（键什么时候会被删除）：

• EXPIRE＜key＞＜ttl＞命令用于将键key的生存时间设置为ttl秒。
• PEXPIRE＜key＞＜ttl＞命令用于将键key的生存时间设置为ttl毫秒。
• EXPIREAT＜key＞＜timestamp＞命令用于将键key的过期时间设置为timestamp所指定的秒数时间戳。
• PEXPIREAT＜key＞＜timestamp＞命令用于将键key的过期时间设置为timestamp所指定的毫秒数时间戳。

原理

虽然有多种不同单位和不同形式的设置命令，但实际上EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT三个命令都是使用PEXPIREAT命令来实现的：

无论客户端执行的是以上四个命令中的哪一个，经过转换之后，最终的执行效果都和执行PEXPIREAT命令一样。

redisDb结构的expires字典保存了数据库中所有键的过期时间，我们称这个字典为过期字典

过期字典的键是一个指针，这个指针指向键空间中的某个键对象（也即是某个数据库键）。

过期字典的值是一个long long类型的整数，这个整数保存了键所指向的数据库键的过期时间——一个毫秒精度的UNIX时间戳。

下图展示了一个带有过期字典的数据库例子，在这个例子中，键空间保存了数据库中的所有键值对，而过期字典则保存了数据库键的过期时间。

为了展示方便，图中的键空间和过期字典中重复出现了两次alphabet键对象和book键对象。在实际中，键空间的键和过期字典的键都指向同一个键对象，所以不会出现任何重复对象，也不会浪费任何空间。

图中的过期字典保存了两个键值对：

第一个键值对的键为alphabet键对象，值为1385877600000，这表示数据库键alphabet的过期时间为1385877600000（2013年12月1日零时）。

第二个键值对的键为book键对象，值为1388556000000，这表示数据库键book的过期时间为1388556000000（2014年1月1日零时）。当客户端执行PEXPIREAT命令（或者其他三个会转换成PEXPIREAT命令的命令）为一个数据库键设置过期时间时，服务器会在数据库的过期字典中关联给定的数据库键和过期时间。

在服务器执行以下命令之后

过期字典将新增一个键值对，其中键为message键对象，而值则为1391234400000（2014年2月1日零时），如图

以下是PEXPIREAT命令的伪代码定义

PERSIST命令可以移除一个键的过期时间

PERSIST命令就是PEXPIREAT命令的反操作：PERSIST命令在过期字典中查找给定的键，并解除键和值（过期时间）在过期字典中的关联。

过期键的判定

通过过期字典，程序可以用以下步骤检查一个给定键是否过期：

1）检查给定键是否存在于过期字典：如果存在，那么取得键的过期时间。

2）检查当前UNIX时间戳是否大于键的过期时间：如果是的话，那么键已经过期；否则的话，键未过期。可以用伪代码来描述这一过程：

对于一个过期时间为1385877600000（2013年12月1日零时）的键alphabet来说：

如果当前时间为1383282000000（2013年11月1日零时），那么调用is_expired（alphabet）将返回False，因为当前时间小于alphabet键的过期时间。

另一方面，如果当前时间为1385964000000（2013年12月2日零时），那么调用is_expired（alphabet）将返回True，因为当前时间大于alphabet键的过期时间。

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