Redis 鍵過期機制詳解：EXPIRE/TTL/PERSIST、精度演進、主從同步與淘汰算法

過期命令族

• EXPIRE key seconds：設定存活秒數，返回 1 成功 / 0 失敗(鍵不存在)。
• TTL key：返回剩餘秒數，-1 表無過期，-2 表鍵不存在。
• PERSIST key：移除過期時間，轉為持久鍵。
• PEXPIRE/PTTL：毫秒級精度版本 (Redis 2.6+)。

過期時間特性

• 僅 DEL、SET、GETSET 會清除過期時間；INCR/LPUSH/HSET 等修改操作保留原過期時間。
• RENAME 會將過期時間轉移至新鍵；覆蓋式重命名則繼承來源鍵特性。

精度演進

• Redis 2.4：0-1 秒誤差。
• Redis 2.6+：0-1 毫秒誤差 (Unix 毫秒時間戳存儲)。

時間流逝不依賴實例運行狀態；系統時鐘必須同步，否則 RDB 遷移異機可能導致鍵載入即過期。

雙重淘汰機制

被動淘汰

客戶端訪問鍵時發現已過期 → 立即刪除。

主動淘汰 (每秒 10 次)

1. 從過期鍵集隨機抽樣 20 個。
2. 刪除其中已過期者。
3. 若超過 25% 已過期，重複步驟 1。

概率保證：任意時刻佔用記憶體的已過期鍵 ≤ 每秒寫操作峰值 / 4。

主從與 AOF 同步語義

• 主節點集中處理過期：鍵過期時合成 DEL 命令寫入 AOF 並同步至所有從節點。
• 從節點不獨立淘汰，等待主節點 DEL；但會完整記錄過期狀態，升主後可獨立淘汰。

導航會話模式範例

記錄用戶最近 60 秒內訪問頁面：

MULTI
RPUSH pageviews:user:{uid} https://...
EXPIRE pageviews:user:{uid} 60
EXEC

閒置超過 60 秒自動清理，完美契合會話語義。