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Redis从库读取主库创建且已过期的key

news 来源：原创 2025/6/19 17:01:15

在 Redis 主从复制架构中，从库在读取一个主库创建且已过期但尚未被删除的键时，其行为取决于 Redis 的版本：

Redis 3.2 之前（有问题的行为）：
- 从库会返回已过期的数据。 这是因为：
  - 主库负责管理过期键。过期键的删除（无论是惰性删除还是定期删除）在主库上触发。
  - 当主库删除一个过期键时，它会向所有从库发送一个 DEL 命令，从库才会删除该键。
  - 关键点： 如果主库尚未执行删除操作（例如，该键刚过期，还没来得及被惰性删除或定期删除扫描到），那么这个过期的键及其值仍然存在于从库的内存中。
  - 从库的视角： 从库不会主动检查键是否过期。它只忠实地保存和执行来自主库的复制流中的命令。如果主库没有发送 DEL 命令，从库就认为这个键仍然有效。
  - 结果： 客户端连接到一个从库，请求这个过期的键，从库会直接返回键的值，就像它没有过期一样。这导致了读取到过期数据的不一致性问题。
Redis 3.2 及之后（修复的行为 - 逻辑过期时间）：
- 从库会返回 nil (或者等效的空结果，如空列表/集合等)。 Redis 3.2 引入了一个重要的改进来解决这个问题：
  - 主库在向从库同步带有过期时间（EXPIRE/PEXPIRE/SET ... EX 等）的键时，不再同步绝对过期时间戳，而是同步逻辑过期时间（相对时间）。
  - 具体来说，主库同步的是 PEXPIREAT 命令，但参数被转换成了键的剩余生存时间（TTL）的毫秒数。例如，主库不是发送 PEXPIREAT mykey 1718541235000（绝对时间戳），而是计算这个绝对时间戳与当前时间的差值，发送 PEXPIRE mykey 5000（表示还剩 5000 毫秒过期）。
- 关键点： 从库接收到 PEXPIRE mykey <ttl> 命令后，会在本地重新计算这个键的绝对过期时间戳（基于从库自身的本地时钟加上收到的 <ttl>）。
- 结果：
  - 当客户端在从库上读取一个键时，从库会使用自己本地存储的绝对过期时间戳来检查键是否过期。
  - 如果从库判断该键已经过期（根据它自己计算出的绝对时间戳），它会在返回结果之前，将该键视为不存在，从而返回 nil。
  - 同时，从库不会主动删除这个键。它只会在读取时判断并返回空结果。实际的删除仍然需要等待：
    - 主库的惰性删除或定期删除触发，然后主库发送 DEL 命令到从库。
    - 或者，当该键在从库上被读取时（触发从库的惰性删除逻辑），从库会删除它并返回 nil。但删除操作不会被传播回主库或其他从库。

总结：

Redis 版本	从库读取主库创建且已过期但未删除的键	原因
< 3.2	返回键的值 (过期数据)	从库不检查过期，依赖主库发送 `DEL` 命令删除。主库未删，从库数据仍在。
>= 3.2	返回 `nil` (或等效空结果)	主库同步相对TTL，从库基于自身时钟计算绝对过期时间戳并在读取时检查。如果过期则视作不存在。

重要补充说明：

主库删除是最终来源： 即使 Redis >= 3.2 的从库在读取时返回了 nil，这个过期的键仍然物理存在于从库内存中，直到主库真正执行删除并同步 DEL 命令，或者该键在从库上被访问触发了惰性删除。
主从延迟： 在主从复制存在延迟的情况下，主库删除键后发送 DEL 命令到达从库之前，从库可能已经根据本地计算的过期时间戳返回了 nil（>=3.2）或者还在返回过期数据（❤️.2）。复制延迟会加剧短暂的不一致窗口期。
从库的惰性删除： 当客户端在 Redis >= 3.2 的从库上读取一个它认为已过期的键时，它不仅返回 nil，还会在执行读取操作后，在内部删除这个键（惰性删除）。这是从库本地清理过期键的一种方式。
一致性考虑： Redis 主从复制默认是最终一致性的。在过期键的处理上，尤其是在存在复制延迟时，不能保证在所有节点上严格同时过期并被删除。Redis 3.2+ 的改进极大地减少了读取到过期数据的可能性，但物理删除的传播仍然依赖主库的删除操作和复制流。