TTL 在 Redis 缓存中的作用
Redis TTL（Time To Live）与缓存的关系
TTL（Time To Live，生存时间）是 Redis 提供的一种自动过期机制，用于控制键值对的存活时间。当 TTL 到期后，Redis 会自动删除该键，避免长期占用内存。这对于缓存系统来说至关重要，因为它能够有效防止缓存过载，并确保数据的一致性和实时性。
1. TTL 相关的 Redis 命令
1.1. 设置 TTL
EXPIRE key seconds：为key设置seconds秒的 TTL。PEXPIRE key milliseconds：为key设置milliseconds毫秒的 TTL。SETEX key seconds value：设置key的值，同时指定seconds秒的过期时间。PSETEX key milliseconds value：设置key的值，同时指定milliseconds毫秒的过期时间。
示例：
SETEX user:1001 3600 "Alice" # 设置1小时后过期
PEXPIRE user:1001 60000 # 设置60秒后过期
Python 代码示例：
import redis
cache = redis.Redis(host='localhost', port=6379, decode_responses=True)
# 设置缓存数据并指定 TTL
cache.setex("user:1001", 3600, "Alice") # 1小时后过期
cache.pexpire("user:1001", 60000) # 60秒后过期
1.2. 查询 TTL
TTL key：返回key还有多少秒过期。PTTL key：返回key还有多少毫秒过期。
示例：
TTL user:1001 # 查询 key 还剩多少秒过期
PTTL user:1001 # 查询 key 还剩多少毫秒过期
Python 代码示例：
ttl = cache.ttl("user:1001")
print(f"user:1001 剩余 TTL: {ttl} 秒")
1.3. 移除 TTL
PERSIST key：移除key的 TTL，使其永久存在。
示例：
PERSIST user:1001 # 让 user:1001 永不过期
Python 代码示例：
cache.persist("user:1001") # 取消 TTL，使其永久存在
2. TTL 在缓存中的作用
2.1. 避免缓存污染
- 设定合理的 TTL 可以避免缓存存储长期无用的数据，减少内存占用。
cache.setex("session:12345", 1800, "session_data") # 30分钟后自动删除
2.2. 解决缓存雪崩
缓存雪崩 是指大量缓存数据在同一时间过期，导致所有请求直接访问数据库，造成数据库崩溃。
解决方案：
- 使用随机 TTL，让不同的 key 过期时间分散，防止同时失效。
import random
ttl = 3600 + random.randint(0, 600) # 1小时 + 0~10分钟随机时间
cache.setex("user:1001", ttl, "Alice")
2.3. 解决缓存击穿
缓存击穿 发生在某个热点数据突然过期，大量请求同时访问数据库，导致数据库压力过大。
解决方案：
-
热点数据设置较长 TTL 或永不过期
cache.set("hot_key", "important_data") cache.persist("hot_key") # 使其永久有效 -
使用互斥锁防止并发查询
lock = cache.setnx("lock:user:1001", 1) # 尝试加锁 if lock: value = get_data_from_db("user:1001") cache.setex("user:1001", 3600, value) # 更新缓存 cache.delete("lock:user:1001") # 释放锁
2.4. 解决缓存穿透
缓存穿透 是指大量查询数据库中不存在的数据，导致每次请求都无法命中缓存，直接访问数据库。
解决方案：
-
缓存空值
value = cache.get("user:9999") if value is None: db_value = get_data_from_db("user:9999") if db_value is None: cache.setex("user:9999", 3600, "NULL") # 存一个空值，防止查询数据库 else: cache.setex("user:9999", 3600, db_value) -
使用布隆过滤器（Bloom Filter） 预判 key 是否可能存在，减少无效查询。
3. TTL 相关的 Redis 淘汰策略
Redis 提供了多种淘汰策略，决定当 Redis 内存满时哪些数据会被删除。
- volatile-lru：淘汰最近最少使用的已设置 TTL 的 key。
- allkeys-lru：在所有 key 中淘汰最近最少使用的 key（适用于纯缓存模式）。
- volatile-ttl：优先淘汰存活时间最短的 key。
- noeviction：内存满时直接返回错误，不淘汰任何 key（默认策略）。
设置 Redis 淘汰策略：
CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru
4. 总结
- TTL 是 Redis 自动过期机制，用于设置数据的生存时间，避免长期占用内存。
- 合理设置 TTL 可以有效防止缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透等问题。
- TTL 与 Redis 淘汰策略（LRU、TTL 淘汰）结合使用，可以优化缓存性能。
TTL 在 Redis 缓存中的作用不可忽视，合理利用 TTL 可以极大提升系统的稳定性和效率。
原文地址：https://blog.csdn.net/maply/article/details/145249929
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