Redis过期事件真的不能用吗？

曾经用Redis的过期监听事件做过一些事情，比如定时通知的发送等等。但是最近看到一些文章说，Redis的过期监听事件有延时，这是真的吗？我要验证一下，不能人云亦云。

首先，搭建好测试环境；

确保本地安装redis；
建立一个SpringBoot整合redis的项目；
SpringBoot整合Redis，订阅、发布、过期事件 Redis集群下的过期监听事件notify-keyspace-events

接着，写个定时任务，存储key并设置过期时间；

import java.time.Duration;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 添加过期事件的定时任务
 * @author 程就人生
 * @Date
 */
@Component
public class RedisJob {
  
  private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(RedisJob.class);
  
    @Autowired
    private RedisTemplate<String,Object> redisTemplate;
    
    // 日期格式化，精确到时分秒
    public DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    /**
     * 30秒执行一次
     */
    @Scheduled(cron = "*/30 * * * * ?")
    public void initKeys() {
      // 获取当前本地时间
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        ValueOperations<String, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
        LocalDateTime begin = now.withMinute(0).withSecond(0).withNano(0);
        for (int i = 1; i < 16; i++) {
          // 在当前时间加上i小时
            setExpireKey(begin.plusHours(i), 8, operations);
        }
    }

    /**
     * 过期key的设置
     * @param expireTime
     * @param step
     * @param operations
     */
    private void setExpireKey(LocalDateTime expireTime, int step, ValueOperations<String, Object> operations) {
        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.now().withNano(0);
        String nowTime = dateTimeFormatter.format(localDateTime);
        String key = null;
        Duration duration = null;
        while (expireTime.getMinute() < 55) {
        // key：当前时间@过期时间
          key = nowTime + "@" + dateTimeFormatter.format(expireTime);
        duration = Duration.between(LocalDateTime.now(), expireTime);
      // log.info("key = {}", key);
          operations.set(key, "A", duration);
          expireTime = expireTime.plusSeconds(step);     
        }       
    }
}

接下来，监听过期事件，计算出key延时时长；


import java.time.Duration;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.connection.Message;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.listener.KeyExpirationEventMessageListener;
import org.springframework.data.redis.listener.RedisMessageListenerContainer;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 过期监听事件
 * @author 程就人生
 * @Date
 */
@Component
public class RedisKeyExpirationListener extends KeyExpirationEventMessageListener {
  
  private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(RedisKeyExpirationListener.class);

    public RedisKeyExpirationListener(RedisMessageListenerContainer listenerContainer) {
        super(listenerContainer);
    }

    public DateTimeFormatter dateTimeFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    
    @Autowired
    private RedisTemplate<String,Object> redisTemplate;


    @Override
    public void onMessage(Message message, byte[] pattern) {
      // 获取过期的key
        String keyName = new String(message.getBody());
        // 对过期的key进行分割，获取过期时间
        LocalDateTime parse = LocalDateTime.parse(keyName.split("@")[1], dateTimeFormatter);
        // 计算出过期时长，当前时间-过期时间
        long seconds = Duration.between(parse, LocalDateTime.now()).getSeconds();
        // 打印真正过期时间，展示过期之后时间
        redisTemplate.execute((RedisCallback<Object>) connection -> {
            log.info("过期key:" + keyName + " ,滞后时间" + seconds);
            return null;
        });
    }
}

最后，查看测试结果：
当redis数据库的过期数据达到30W+的时候，我们看一下控制台输出的过期延时：

测试一下才知道，这延时时间够长的，30W+的数据延时达到10分钟了。而且还发现以下规律：

过期key数据量越大，滞后时间越长；
当通过客户端命令 keys * 访问时，可以发现延时时间明显缩短；

这是为什么呢？

官网 https://redis.io/docs/manual/keyspace-notifications/ 是这么说的：

Redis用两种方式过期具有生存时间的key：

当命令访问key时，会先判断一下key是否过期，如果过期返回nil；
通过后台系统，以增量方式查找过期的key，以便能够收集从未访问过的key。

redis的过期删除策略，采用了惰性删除和定期删除。

什么是惰性删除，什么是定期删除呢，再来理解几个概念：

1.定时删除

对每一个设置了过期的key，建立一个定时器，一旦到达过期时间就立即删除。
优点：可以立即清除过期数据，对内存友好；
缺点：占用了大量的CPU去处理过期的数据。

2.惰性删除

当访问一个key，才判断key是否过期，过期则删除返回nil，否则正常返回；
优点：最大限制节省CPU资源；
缺点：对内存不友好，对过期的key延迟删除；数据量越大，延时越久。

3.定期删除

每隔一段时间，扫码redis过期key字典，并清除部分过期的key。定时删除和惰性删除的折中方案，还可以通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的时间耗时，在不同情况下使得CPU和内存资源达到最优的平衡效果。

最后总结

Redis对key的过期策略采用了惰性删除和定期删除，因此过期key达到一定数量的时候，出现延时也就很正常了。另外在redis重启的时候，会将所有过期key一次性清除，这样就有可能监控不到过期事件，这也是需要注意的。如果只是使用redis过期一些数据，不关联过期事件，也是没有问题的。如果要监听过期事件，那就另寻它路吧。参考文档：