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Redis掌控自身設(shè)定的過期時間
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Redis是一個非常有用且流行的鍵值存儲系統(tǒng)。它有一個非常特殊的功能——過期時間，這個功能可以把鍵值對設(shè)置一個時間限制，一旦時間到了這個鍵值對就會被刪除。這個功能非常有用，可以當(dāng)作緩存使用，提高程序的運行速度。而Redis是如何掌控自身設(shè)定的過期時間的呢？下面我們就來一起解析一下。
在Redis中設(shè)置一個過期時間非常簡單，在Redis客戶端中可以使用EXPIRE或者PEXPIRE命令來設(shè)置，如：
#使用EXPIRE在Redis中設(shè)置過期時間為300秒
EXPIRE mykey 300
#使用PEXPIRE在Redis中設(shè)置過期時間為1000毫秒
PEXPIRE mykey 1000
但是Redis如何掌控自身設(shè)定的過期時間呢？Redis底層使用一個定時器來判斷鍵值對是否過期，也就是說，Redis在內(nèi)部開啟了一個定時器，根據(jù)鍵值對的過期時間來計算它何時會過期，一旦時間到了Redis會在后臺把這個鍵值對刪除掉。
Redis底層使用的定時器是平衡二叉樹實現(xiàn)的，這個平衡二叉樹的節(jié)點被稱為【過期節(jié)點】。Redis維護(hù)一個名為server.expiretrie的平衡二叉樹，每個節(jié)點都包含了過期時間，以及過期鍵的集合。平衡二叉樹中的節(jié)點是按照過期時間排好序的，最小的過期時間在最左邊，而最大的過期時間在最右邊。
當(dāng)我們設(shè)置一個鍵值對的過期時間時，Redis會在平衡二叉樹中插入一個新的過期節(jié)點，然后把這個節(jié)點的過期時間和對應(yīng)的鍵添加進(jìn)去。這樣，每當(dāng)Redis需要刪除過期鍵值對時，它就可以從過期節(jié)點開始，按照順序把過期時間小于等于當(dāng)前時間的所有節(jié)點遍歷并刪除。
除了使用平衡二叉樹來維護(hù)過期節(jié)點外，Redis還有一個名為server.cronloops的定時器，定期觸發(fā)server.expiretrie中的過期事件。這個定時器的時間間隔很短，是一個非常小的值，以確保Redis能夠快速遍歷所有過期節(jié)點，同時也不至于給系統(tǒng)帶來太大的壓力。
總結(jié)一下，Redis掌控自身設(shè)定的過期時間的方式是：底層使用平衡二叉樹來維護(hù)過期時間節(jié)點，同時使用一個很短的定時器來定期觸發(fā)過期事件。這種方式保證了Redis對鍵值對的過期時間可以掌控自如，同時也不會給系統(tǒng)帶來太大的壓力。如果你正在使用Redis來做緩存，那么這個功能一定可以幫助你提高程序的運行速度。
參考代碼：
“`python
import redis
import time
#連接Redis
r = redis.Redis(host=’localhost’, port=6379, db=0)
#設(shè)置一個鍵值對，過期時間為10秒
r.set(‘test_key’, ‘test_value’)
r.expire(‘test_key’, 10)
#獲取鍵值對值
value = r.get(‘test_key’)
print(f”test_key: {value}”)
#等待11秒后再次獲取鍵值對值
time.sleep(11)
value = r.get(‘test_key’)
print(f”test_key: {value}”)
輸出：
test_key: b’test_value’
test_key: None
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