Redis 作为缓存使用最主要的一个特性就是可以为键值对设置过期时间。
Redis 会将每个设置了过期时间的 key 放入到一个独立的字典中，以后会定期遍历这个字典来删除到期的 key。除了定期遍历之外，它还会使用惰性策略来删除过期的 key，所谓惰性策略就是在客户端访问这个 key 的时候，redis 对 key 的过期时间进行检查，如果过期了就立即删除。定期删除是集中处理，惰性删除是零散处理。
在 redisDb 中使用了 dict *expires 来存储过期时间。其中 key 指向了 keyspace 中的 key（c 语言中的指针），value 是一个 long long 类型的时间戳，表示这个 key 过期的时间点，单位是毫秒。关联文档-字典
> redis PEXPIREAT mobile 1521469812000 # 如果为 mobile 增加一个过期时间。
这个时候就会在过期的字典中增加一个键值对。如下图：
对于过期的判断逻辑就很简单：
- 在字典 expires 中 key 是否存在。
- 如果 key 存在，value 的时间戳是否小于当前系统时间戳。
在 Redis 中与过期时间有关的命令:
- EXPIRE 设置 key 的存活时间单位秒
- EXPIREAT 设置 key 的过期时间点单位秒
- PEXPIRE 设置 key 的存活时间单位毫秒
- PEXPIREAT 设置 key 的过期时间点单位毫秒 其实这些命令，底层的命令都是由 REXPIREAT 实现的。
过期删除策略
常见的过期策略有三种：
- 定时过期：每个设置过期时间的 key 都需要创建一个定时器，到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据，对内存很友好；但是会占用大量的CPU资源去处理过期的数据，从而影响缓存的响应时间和吞吐量。
- 惰性过期：只有当访问一个key时，才会判断该key是否已过期，过期则清除。该策略可以最大化地节省CPU资源，却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期key没有再次被访问，从而不会被清除，占用大量内存。
- 定期过期：Redis 定时扫描过期键，但是只删除部分，至于删除多少键，根据当前 Redis 的状态决定。
这三种策略对时间和空间有不同的倾向。Redis 为了平衡时间和空间，采用了惰性过期和定期过期后两种策略。
定期删除
Redis 默认会每秒进行十次过期扫描（100ms一次），过期扫描不会遍历过期字典中所有的 key，而是采用了一种简单的贪心策略。步骤比较复杂，总结一下：（这里都是以默认配置描述）
- Redis 会用最多 25% 的 cpu 时间处理键的过期(每次扫描时间的上限，默认不会超过 25ms)。
- 遍历所有的 redisDb
- 在每个 redisDb 中如果数据中没有过期键或者过期键比例过低就直接进入下一个 redisDb。
- 从过期字典中随机 20 个 key，删除这 20 个 key 中已经过期的 key，如果删除的键的个数达到 20 个 key 的
25%，重复此步骤。
所以业务开发人员一定要注意过期时间，如果有大批量的 key 过期，要给过期时间设置一个随机范围，而不能全部在同一时间过期。
Redis 单实例中包含若干个（默认16个）redisDb 数据库，客户端连接时默认连接数据库 0。Redis 集群模式下只有 db0，不支持多 db。
从库的过期策略
从库不会进行过期扫描，从库对过期的处理是被动的。主库在 key 到期时，会在 AOF 文件里增加一条 del 指令，同步到所有的从库，从库通过执行这条 del 指令来删除过期的 key。
因为指令同步是异步进行的，所以主库过期的 key 的 del 指令没有及时同步到从库的话，会出现主从数据的不一致，主库没有的数据在从库里还存在.
读取过期数据问题
如果客户端从主库上读取留存的过期数据，主库会触发删除操作，此时，客户端并不会读到过期数据。但是，从库本身不会执行删除操作，如果客户端在从库中访问留存的过期数据，从库并不会触发数据删除。
如果使用的是 Redis 3.2 之前的版本，那么，从库在服务读请求时，并不会判断数据是否过期，而是会返回过期数据。在 3.2 版本后，Redis 做了改进，如果读取的数据已经过期了，从库虽然不会删除，但是会返回空值，这就避免了客户端读到过期数据。所以，在应用主从集群时，尽量使用 Redis 3.2 及以上版本。
Redis 3.2 后的版本也并不能完全保证读不到过期数据，这跟 Redis 用于设置过期时间的命令有关系，有些命令给数据设置的过期时间在从库上可能会被延后，导致应该过期的数据又在从库上被读取到了，原因如下。
设置数据过期时间的命令一共有 4 个，可以把它们分成两类：
- EXPIRE 和 PEXPIRE：它们给数据设置的是从命令执行时开始计算的存活时间；
- EXPIREAT 和 PEXPIREAT：它们会直接把数据的过期时间设置为具体的一个时间点。
当主从库全量同步时，如果主库接收到了一条 EXPIRE 命令，那么，主库会直接执行这条命令。这条命令会在全量同步完成后，发给从库执行。而从库在执行时，就会在当前时间的基础上加上数据的存活时间，这样一来，从库上数据的过期时间就会比主库上延后了。
为了避免这种情况，在业务应用中使用 EXPIREAT/PEXPIREAT 命令，把数据的过期时间设置为具体的时间点，避免读到过期数据。
