Golang实现Redis过期时间实例探究
引言
用11篇文章实现一个可用的Redis服务,姑且叫EasyRedis吧,希望通过文章将Redis掰开撕碎了呈现给大家,而不是仅仅停留在八股文的层面,并且有非常爽的感觉,欢迎持续关注学习。
- [x] easyredis之TCP服务
- [x] easyredis之网络请求序列化协议(RESP)
- [x] easyredis之内存数据库
- [x] easyredis之过期时间 (时间轮实现)
- [x] easyredis之持久化 (AOF实现)
- [ ] easyredis之发布订阅功能
- [ ] easyredis之有序集合(跳表实现)
- [ ] easyredis之 pipeline 客户端实现
- [ ] easyredis之事务(原子性/回滚)
- [ ] easyredis之连接池
- [ ] easyredis之分布式集群存储
【第四篇】EasyRedis之过期时间
在使用Redis
的时候经常会对缓存设定过期时间,例如set key value ex 3
,设定过期时间3s
,等到过期以后,我们再执行get key
正常情况下是得不到数据的。不同的key会设定不同的过期时间1s 5s 2s
等等。按照八股文我们知道key
过期的时候,有两种删除策略:
- 惰性删除:不主动删除过期key,当访问该key的时候,如果发现过期了再删除 好处:对CPU友好,不用频繁执行删除,但是对内存不友好,都过期了还占用内存
- 定时删除:主动删除key,到了key的过期时间,立即执行删除 好处:对内存友好,可以缓解内存压力,对CPU不友好,需要频繁的执行删除
所以redis就把两种策略都实现了,我们看下代码如何使下?
惰性删除
本质就是访问的时候判断下key是否过期,过期就删除并返回空。 代码路径engine/database.go
在获取key的值时候,我们会执行一次 db.IsExpire(key)
判断key是否过期
func (db *DB) GetEntity(key string) (*payload.DataEntity, bool) { // key 不存在 val, exist := db.dataDict.Get(key) if !exist { returnnil, false } // key是否过期(主动检测一次) if db.IsExpire(key) { returnnil, false } // 返回内存数据 dataEntity, ok := val.(*payload.DataEntity) if !ok { returnnil, false } return dataEntity, true }
就是从过期字典ttlDict
中获取key的过期时间
如果没有获取到,说明没有设定过期时间(do nothing)
如果有过期时间,并且时间已经过期,主动删除之
// 判断key是否已过期 func (db *DB) IsExpire(key string) bool { val, result := db.ttlDict.Get(key) if !result { returnfalse } expireTime, _ := val.(time.Time) isExpire := time.Now().After(expireTime) if isExpire { // 如果过期,主动删除 db.Remove(key) } return isExpire }
定时删除
本质是对key设定一个过期时间,时间一到立即执行删除的任务。 正常的思路肯定是设定一个固定的定时器,例如3s
检测一次,这种思路可以,但是存在一个问题,
如果key的过期时间为
1s
,那你3s
才检测是否太不够及时了?那就把检测间隔设定为
1s
吧,那如果key
的过期时间都为3s
,到执行时间检测一遍发现任务都没过期,那不就白白浪费CPU时间了吗?
这就要推出我们的时间轮算法了,时间轮算法就是在模拟现实世界钟表的原理
我想里面增加2个3s的任务,那就将任务添加到距离当前位置
pos + 3
的位置同时再加1个5s的任务,那就将任务添加到距离当前位置
pos + 5
的位置
当钟表的指针指向pos + 3
的位置,就执行任务链表的任务即可。 因为钟表是循环往复的运行,那如果我再添加11s的任务,可以发现该任务也是放置到 pos+3
的位置,那任务就要区分下,到底是3s的任务还是11s的任务
所以里面又有了一个circle
的标记,表示当前任务是第几圈的任务
代码路径tool/timewheel
代码中通过切片模型环,通过链表模拟任务链表
// 循环队列 + 链表 type TimeWheel struct { // 间隔 interval time.Duration // 定时器 ticker *time.Ticker // 游标 curSlotPos int // 循环队列大小 slotNum int // 底层存储 slots []*list.List m map[string]*taskPos // 任务通道 addChannel chan *task cacelChannel chanstring // 停止 stopChannel chanstruct{} }
当添加任务的时候,需要通过延迟时间计算当前任务的圈数circle
func (tw *TimeWheel) posAndCircle(d time.Duration) (pos, circle int) { // 延迟(秒) delaySecond := int(d.Seconds()) // 间隔(秒) intervalSecond := int(tw.interval.Seconds()) // delaySecond/intervalSecond 表示从curSlotPos位置偏移 pos = (tw.curSlotPos + delaySecond/intervalSecond) % tw.slotNum circle = (delaySecond / intervalSecond) / tw.slotNum return } func (tw *TimeWheel) addTask(t *task) { // 定位任务应该保存在循环队列的位置 & 圈数 pos, circle := tw.posAndCircle(t.delay) t.circle = circle // 将任务保存到循环队列pos位置 ele := tw.slots[pos].PushBack(t) // 在map中记录 key -> { pos, ele } 的映射 if t.key != "" { // 已经存在重复的key if _, ok := tw.m[t.key]; ok { tw.cancelTask(t.key) } tw.m[t.key] = &taskPos{pos: pos, ele: ele} } }
代码中注释的很清晰,也就100多行建议看代码结合上图体会下(很简单)
额外补充
我们在执行set key value ex 3
的时候,先设定过期时间为3s,但是在1s的时候,我们又执行了set key value
,请问key还会过期吗??
答案:不会过期了。相当于对key去掉了过期时间。所以在代码处理中,我们需要考虑这种情况,重复设定的问题
代码细节位于engine/string.go
set命令处理函数func cmdSet(db *DB, args [][]byte) protocal.Reply
的尾部位置
项目代码地址: https://github.com/gofish2020/easyredis
以上就是Golang实现Redis过期时间实例探究的详细内容,更多关于Golang Redis过期时间的资料请关注脚本之家其它相关文章!
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