Redis过期机制下的多线程优化（redis过期多线程）

Redis过期机制下的多线程优化

Redis是一款高速的开源键值存储系统，它能在内存中操作数据，并可以定期将数据写入磁盘保存。其中过期键是一种自动过期的机制，可以保证Redis空间的合理利用。但是在高并发场景下，单线程的过期机制已经不能满足需求，需要通过使用多线程的方式来进行优化。

过期键的实现原理

Redis 的过期键是通过每个键设置一个过期时间，当 Redis 每一次对键的读写操作时会检查键的过期时间是否已到，若到达过期时间则自动删除该过期键。过期键并不是立刻删除，而是在 Redis 进行写操作时通过惰性删除算法进行删除。

懒惰删除算法（lazy deletion）是 Redis 用来处理过期键的一种算法，所有过期的键值对并不是立即删除，而是等到写操作执行时才会进行删除。这种算法的好处是避免了每秒钟进行一次 GC（垃圾回收）操作，可以减少 Redis 的 I/O 操作，同时避免 Redis 由于执行删除操作而带来的性能损失。

但是这种算法也有一些缺点，单线程模型下，若有大量的键过期，那么每当客户端执行写操作时，Redis 会逐个检查键是否过期，导致卡顿，这时候就需要多线程的来优化。

Redis多线程过期键的实现

使用多线程可以让过期键的处理变得更加高效。实现多线程的方式有很多种，可以选择使用JDK自带的ThreadPoolExecutor或者使用Quartz定时器的方式。

– 使用Java自带的ThreadPoolExecutor：

“` java

public class RedisExpireKeyThread implements Runnable{

public static final int THREAD_NUMBER = 5;

public void run() {

while (true) {

Jedis jedis = RedisPool.getConnection();

try {

ScanParams scanParams = new ScanParams().count(100);

String cursor = “0”;

do {

ScanResult scanResult = jedis.scan(cursor, scanParams);

List result = scanResult.getResult();

for (String key : result) {

//转换成字节数组

byte[] rawKey = SafeEncoder.encode(key);

if (jedis.exists(rawKey) && jedis.ttl(rawKey) == -1) {

jedis.expire(rawKey, 30);

}

}

cursor = scanResult.getStringCursor();

} while (!”0″.equals(cursor));

} catch (Exception e) {

// 异常处理

} finally {

RedisPool.returnConnection(jedis);

try {

Thread.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

}

public class RedisExpireKeyManager {

private static ExecutorService executor = ThreadPoolExecutor.newFixedThreadPool(THREAD_NUMBER);

static {

for (int i = 0; i

RedisExpireKeyThread expireThread = new RedisExpireKeyThread();

Thread thread = new Thread(expireThread);

executor.submit(thread);

}

}

public static void shutDownTimeOutThread() {

executor.shutdown();

}

}

使用线程池来管理多个RedisExpireKeyThread，在实际使用中可以根据性能调试线程的数量。

- 使用Quartz定时器：

在 Quartz 定时器的使用中，我们可以通过创建一个 Job 来遍历 Redis 中所有的过期键，并在将其删除或者修改其 TTL 的方式来达到 passivate 的目的。

首先实现一个类实现 Quartz 的 Job 接口，为了保证可用性，我们对代码进行了完善：

``` java
public class RedisExpireKeyQuartzJob implements Job {
  public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
    Jedis jedis = RedisPool.getConnection();
    try {
        ScanParams scanParams = new ScanParams().count(100);
        String cursor = "0";
        do {
            ScanResult scanResult = jedis.scan(cursor, scanParams);
            List result = scanResult.getResult();
            for (String key : result) {
                //转换成字节数组
                byte[] rawKey = SafeEncoder.encode(key);
                if (jedis.exists(rawKey) && jedis.ttl(rawKey) == -1) {
                    jedis.expire(rawKey, 30);
                }
            }
            cursor = scanResult.getStringCursor();
        } while (!"0".equals(cursor));
    } catch (Exception e) {
        // 警告 / 抛出异常
    } finally {
        RedisPool.returnConnection(jedis);
    }
  }

}

我们将执行 Redis 的操作封装进了 RedisExpireKeyQuartzJob 类之中。在 execute() 方法中与前面的 RedisExpireKeyThread 的实现没有区别，这里就不介绍了，直接看下面的主函数：

“` java

public static void mn(String[] args) {

try {

//创建scheduler

SchedulerFactory schedulerFactory = new StdSchedulerFactory();

Scheduler scheduler = schedulerFactory.getScheduler();

//创建任务

JobDetl jobDetl = JobBuilder.newJob(RedisExpireKeyQuartzJob.class).withIdentity(“RedisExpireKeyPassivator”, “RedisPassivateGroup”).build();

//创建每个10秒执行一次的定时器

Trigger trigger = TriggerBuilder.newTrigger().withIdentity(“redisExpireKeyTrigger”, “RedisPassivateGroup”).withSchedule(SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(10).repeatForever()).build();

//将定时器和任务添加到 scheduler 中

scheduler.scheduleJob(jobDetl, trigger);

//启动Scheduler

scheduler.start();

} catch (Exception e) {

//警告/抛出异常

}

}

我们首先启动一个 Quartz 调度器，然后使用 JobBuilder 创建一个执行 Redis 过期键的 Job，并设置了 trigger，让 Job 每隔 10 秒钟执行一次。最后通过 scheduleJob 将其添加到调度器中，整个过程非常简单。

结语

以上就是 Redis 过期键实现的优化方案，从单线程过期机制到多线程过期机制可以大大提高 Redis 在并发场景下的处理负载能力。这两种实现方式均有优劣，可能需要根据具体的业务场景来选择。同时，在分布式场景下 Redis 过期键的处理也是一大难点，如果需要做部署方面的优化，可以考虑使用 Redis 集群方案。

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文章题目：Redis过期机制下的多线程优化（redis过期多线程）
文章链接：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news48/387898.html

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