实现Redis设置随机超时能力的分析（redis设置随机值时间）

实现Redis设置随机超时能力的分析

Redis是一个高性能的键值存储系统，拥有丰富的数据类型和强大的扩展能力。其中，设置key的过期时间是Redis的一个重要功能，可以有效避免内存占用过高的问题。但是，如果所有key的过期时间周期一致，那么就会出现过期时间冲突的问题，导致内存占用仍然较高。为此，Redis提供了设置随机超时能力的功能，让过期时间呈现随机的状态，进一步减少内存占用。本文将对Redis实现随机超时能力的原理进行详细分析。

Redis设置key的过期时间是通过设置key对应的expire字段实现的。例如，使用以下命令来设置key的过期时间为60秒：

set key value
expire key 60

expire命令将key的过期时间设置为60秒，Redis将在60秒之后自动删除该key。然而，如果所有key的过期时间都是60秒，那么它们会在同一时间被删除，导致内存占用还是比较高的。

为了避免这个问题，Redis提供了随机超时能力。具体实现方法是，在执行expire命令时，向过期时间添加一个随机值。例如，使用以下命令设置随机过期时间：

set key value
expire key 60+rand(30)

其中，rand(30)表示生成一个0~30之间的随机数，将其加到过期时间中。这样，每个key的过期时间就呈现不同的状态，降低了内存占用率。

在Redis中，设置随机超时能力的方法比较简单，只需要在过期时间后加上一个随机值即可。因此，Redis的源码中并没有专门实现随机超时能力的模块，只是在expire命令的实现中加入了随机值的处理。

expire命令的具体实现可以在Redis源码中查看。我们以Redis 5.0版本的代码为例，进入src/db.c文件中，找到expireCommand函数。

void expireCommand(client *c) {
    expireGenericCommand(c,c->argv[1],mstime()+getIntFromObject(c->argv[2]));
}

expireCommand中调用了expireGenericCommand函数，该函数负责实现key的过期时间设置。

void expireGenericCommand(client *c, robj *key, mstime_t when) {
    dictEntry *de;
    long long id;
    robj *notifykey;
    robj *channel;
    robj *val;
    de = dictFind(c->db->dict,key->ptr);
    if (de == NULL) {
        addReply(c,shared.czero);
        return;
    }
    val = dictGetVal(de);
    id = dictGetUnsignedIntegerVal(val);
    /* Update the expire time of the key */
    if (when 
        serverAssert(deleteKey(c->db,key));
        /* Notify the client */
        notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_GENERIC,"del",key,c->db->id);
        /* Publish the expired key notification */
        notifykey = createStringObject("__keyevent@%d__:expired",
                                       c->db->id);
        channel = createStringObject(key->ptr,sdslen(key->ptr));
        notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_GENERIC,"publish",notifykey,channel);
        decrRefCount(notifykey);
        decrRefCount(channel);
        /* Propagate the deletion of expired keys */
        notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_REPLICATED,"del",key,c->db->id);
        /* Call the client cleanup callback */
        if (server.hasActiveChildProcess())
            clientCleanupQueuePush(c);
    } else {
        dictEntry *kde;
        robj *zsetobj;
        serverAssertWithInfo(c,key,dictAdd(c->db->expires,key,(void*)id) == DICT_OK);
        kde = dictFind(c->db->expires,key->ptr);
        /* The following function always returns 0 in Redis 2.6. */
        //dictReplace(c->db->expires,kde,key,(void*)when);
        /* Update the timeout of the key in the zset that represents the
         * timeout of keys. */
        zsetobj = c->db->expires->privdata;
        serverAssertWithInfo(c,key,zsetAdd(zsetobj,(double)when,key->ptr,NULL));
        addReply(c,shared.cone);
    }
}