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Redis流式刪除保證數(shù)據(jù)安全

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Redis是一種高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，廣泛用于緩存、消息隊(duì)列等場(chǎng)景。但是，由于Redis是基于內(nèi)存存儲(chǔ)的，當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，Redis為了保證內(nèi)存不被耗盡，會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的內(nèi)存淘汰，即刪除一部分的key。這就需要我們?cè)谑褂肦edis時(shí)，特別注意數(shù)據(jù)的安全性，在淘汰數(shù)據(jù)時(shí)，不能將重要數(shù)據(jù)誤刪。本文將介紹Redis的流式刪除機(jī)制，保證Redis淘汰數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)的安全性。

一、Redis內(nèi)存淘汰

Redis主要有以下幾種內(nèi)存淘汰機(jī)制：

1. noeviction，表示不進(jìn)行任何淘汰操作，當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，后續(xù)寫入操作將會(huì)報(bào)錯(cuò)，這不是一種好的選擇。

2. allkeys-lru，表示根據(jù)最近最少使用（LRU）算法淘汰內(nèi)存中最久未被使用的key。

3. allkeys-random，表示隨機(jī)選取一個(gè)key進(jìn)行刪除。

4. volatile-lru，表示按照觸發(fā)時(shí)間依次從volatile（設(shè)置了過(guò)期時(shí)間）中的key中淘汰內(nèi)存。

5. volatile-ttl，表示根據(jù)key的即將過(guò)期的時(shí)間順序進(jìn)行淘汰。

6. volatile-random，表示在volatile中隨機(jī)刪除一個(gè)key。

在這些機(jī)制中，allkeys-lru和volatile-lru是Redis的默認(rèn)機(jī)制。

二、Redis流式刪除

Redis的流式刪除機(jī)制在保證內(nèi)存淘汰的同時(shí)，盡可能地保證數(shù)據(jù)的安全性。它的基本思路是通過(guò)多輪遍歷，逐步淘汰內(nèi)存中的key。

流程如下：

1. 客戶端請(qǐng)求刪除，Redis收到請(qǐng)求后，立刻發(fā)回確認(rèn)響應(yīng)。

2. Redis遍歷所有的key，將應(yīng)當(dāng)被刪除的key打上刪除標(biāo)記，并將標(biāo)記的key和標(biāo)記的過(guò)期時(shí)間放入Redis的一個(gè)全局隊(duì)列byteArray覆蓋式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里面。

3. 循環(huán)地從隊(duì)列byteArray頭部取出一批標(biāo)記的key，執(zhí)行刪除操作。

4. 重復(fù)步驟2和步驟3，直到隊(duì)列byteArray為空。

這種流式刪除機(jī)制得到了廣泛應(yīng)用，有的公司對(duì)于關(guān)鍵業(yè)務(wù)場(chǎng)景中的Redis實(shí)例完全禁止內(nèi)存淘汰，而是只在確定該key可以被刪除的情況下允許被停止使用。

三、通過(guò)redis-cli進(jìn)行測(cè)試

我們可以通過(guò)redis-cli進(jìn)行測(cè)試流式刪除的流程。我們需要向Redis寫入一些數(shù)據(jù)：

for i in {1..100000}; do redis-cli set key$i $i >/dev/null; done

然后，打開(kāi)一個(gè)新的終端，執(zhí)行以下操作，模擬刪除操作：

redis-cli
127.0.0.1:6379> del key10000
(integer) 1

從Redis的日志中可以看出流式刪除的流程：

19532:M 28 may 2022 15:06:47.601 * 1000 changes in 60 seconds. Saving...
19532:M 28 May 2022 15:06:47.602 * Background saving started by pid 16276
16276:C 28 May 2022 15:06:47.606 * DB saved on disk
16276:C 28 May 2022 15:06:47.606 * RDB: 1 MB of memory used by copy-on-write
19532:M 28 May 2022 15:06:47.702 * Background saving terminated with success
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * Removing keys with EXPIRE now in progress (after 0 seconds). 1 expired keys from DB removed so far.
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * Deleting keys with expire at -1: key10000 (0s)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000000) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000001) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000002) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000003) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000004) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000005) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000006) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000007) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000008) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * propalo/redis-pqueue : Mapping clientId (key10000000009) to pqueueId (0)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.411 * Background AOF rewrite already in progress with 0% progress
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000009)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000008)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000007)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000006)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000005)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000004)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000003)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000002)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000001)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000000000)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * Removing keys with expired objects or objects which have reached maxmemory.
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : Elapsed time : 0 ms (key10000)
19532:M 28 May 2022 15:06:58.412 * propalo/redis-pqueue : flushList...
19532:M 28 May 2022 15:06:58.413 * propalo/redis-pqueue : sendPayload...
19532:M 28 May 2022 15:06:58.413 * propalo/redis-pqueue : sendPayload : pushed 1 elements
19532:M 28 May 2022 15:06:58.413 * propalo/redis-pqueue : resetExpire : 0
19532:M 28 May 2022 15:06:58.413 *

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