过期key扫描

背景说明

在开源Redis的键空间中，有两种删除Key的方式。

• 使用DEL等命令直接显式对Key进行删除。
• 使用类似于EXPIRE等命令对Key设置过期时间，当达到过期时间时，Redis键空间中的Key将不可访问。对于设置了过期时间的Key，当达到过期时间时，Redis不会立即对Key进行删除，由于Redis当前主线程仍然为单线程，故Redis设计了几种机制对已经过期的Key进行内存释放：
  • 惰性删除：Redis的删除策略由主循环中的判断逻辑进行控制，所有Key读写命令执行之前都会调用函数对其进行检查，如果过期，则删除该键，然后返回Key不存在的结果；未过期则不做操作，继续执行原有的命令。
  • 定期删除：由Redis的定时任务函数实现，该函数以一定的频率运行，每次运行时，都从键空间中随机取出一定数量的Key进行检查，并删除其中的过期键。（默认一次从设置过期时间的Key中随机检查20个，每秒10次）
    

    不是每次定时任务都会检查所有的Key，而是随机检查一定数量的Key，该机制旨在防止阻塞Redis主进程太久而造成业务阻塞，所以会造成已过期的Key释放内存速度较慢。

DCS过期Key扫描

基于开源Redis以上机制，分布式缓存服务提供了一种通用的方式，来定时释放所有已经过期Key占用的内存，通过自行配置定时任务，在任务执行期间，会对所有缓存实例的主节点进行扫描操作，扫描操作会遍历整个实例的键空间，触发Redis引擎中对Key过期的判断，从而释放已过期的Key。

• 只有Redis 4.0、Redis 5.0、和Redis 6.0基础版实例支持过期key扫描。
• 建议在业务低峰时段执行过期Key扫描，降低CPU被用满的可能。
• 不支持查询已释放的过期Key。

操作步骤

1. 登录分布式缓存服务管理控制台。
2. 在管理控制台左上角单击，选择实例所在的区域。
3. 单击左侧菜单栏的“缓存管理”，进入实例信息页面。
4. 单击需要缓存分析的Redis实例名称，进入该实例的基本信息页面。
5. 选择“分析与诊断 > 缓存分析”进入缓存分析页面。
6. 在“过期key扫描”页签下，可以执行过期key扫描，同时释放掉过期key。
   • 单击“立即扫描”，可立即对实例执行手动过期key扫描。
   • 开启“自动扫描”，通过设置定时任务，到设定时间将会执行自动扫描。自动扫描的参数配置请参考自动扫描参数配置。

7. 当过期key扫描任务提交后，可以在任务列表查看提交的任务。
   图1 过期key扫描任务列表
   

扫描失败的两种情况：

• 出现异常导致扫描失败。
• 扫描超时导致失败，可能是key数量太多，未能在超时时间内扫描完，也会失败，但其实已经删除了部分key了。

自动扫描参数配置

在执行过期key扫描时，若您想设置自动扫描，单击“自动扫描”右侧的，弹出“自动扫描设置”页面，进行相应设置后，单击“确定”自动扫描配置完成。

自动扫描配置参数说明如下表1。

性能说明：

• 数据面底层SCAN扫描间隔5ms，相当于1秒钟扫描200次。迭代扫描key数量设为10/50/100/1000时，每秒钟扫描2000/10000/20000/200000个key。
• 每秒钟扫描key数量越大，cpu占用率也相应增加。

测试参考：

使用主备实例测试，在有1000万不过期和500万过期的key，过期时间为1-10秒的场景下，完成一次全库扫描，测试数据如下：

以下测试结果仅供参考，不同局点环境和网络波动等客观条件可能产生差异。

建议配置：