Redis作为一种高性能的内存数据库，广泛应用于缓存、消息队列、会话管理等多种场景，为了有效管理内存并确保数据的时效性，Redis提供了丰富的过期命令，允许用户为键设置生存时间（Time to Live, TTL），使其在指定时间后自动删除，这些过期命令不仅简化了数据清理的工作，还提高了系统的自动化管理能力，本文将详细介绍Redis中常用的过期命令，包括其语法、功能、使用场景及注意事项，并通过表格形式对比不同命令的特点,最后以FAQs形式解答常见问题。
Redis的过期命令主要围绕键的生存时间管理展开，核心命令包括EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT、PEXPIREAT、TTL、PTTL、KEYS、SCAN等，EXPIRE和PEXPIRE用于为键设置生存时间，单位分别为秒和毫秒；EXPIREAT和PEXPIREAT则允许指定键的精确过期时间戳（秒或毫秒）；TTL和PTTL用于查询键的剩余生存时间；KEYS和SCAN则用于查找符合特定模式的键，常与过期命令结合使用，这些命令共同构成了Redis过期管理的完整体系,满足了不同场景下的需求。
以EXPIRE命令为例，其基本语法为EXPIRE key seconds，表示为指定的键设置生存时间，单位为秒，执行SET mykey "hello"后，再执行EXPIRE mykey 10，则键mykey将在10秒后自动删除，如果键不存在或已过期，EXPIRE会返回0；如果设置成功，则返回1，需要注意的是，EXPIPIRE命令仅对字符串、列表、哈希、集合、有序集合等五种基本数据类型有效，对其他类型（如Stream）或被标记为volatile的键（即设置了过期时间的键）无效，EXPIRE命令可以重复执行，每次执行都会覆盖之前的过期时间,从而实现动态调整过期策略。
与EXPIRE类似，PEXPIRE命令的功能完全相同，只是时间单位为毫秒，适用于需要更高精度控制的场景。PEXPIRE mykey 10000表示键mykey将在10秒后过期，EXPIREAT和PEXPIREAT则提供了更灵活的时间控制方式，允许用户指定绝对过期时间。EXPIREAT mykey 1672531200表示键mykey将在Unix时间戳1672531200（即2023-01-01 00:00:00 UTC）时过期，这两个命令常用于与外部系统时间同步的场景,例如定时任务或跨时区应用。
查询键的剩余生存时间是过期管理的重要环节，Redis提供了TTL和PTTL命令，TTL命令的语法为TTL key，返回键的剩余生存时间（秒），返回值含义如下：大于等于0表示剩余秒数，-1表示键存在但没有设置过期时间，-2表示键不存在，执行TTL mykey后，如果返回5，表示键mykey将在5秒后过期，PTTL命令的功能与TTL相同，只是返回毫秒级剩余时间，适用于需要高精度计时的场景，这两个命令在调试和监控过期策略时非常有用,可以帮助用户确认键是否按预期过期。
除了设置和查询过期时间，Redis还提供了批量管理过期键的命令，KEYS命令可以通过模式匹配查找所有符合条件的键，例如KEYS user:*可以查找所有以user:开头的键，KEYS命令会阻塞Redis服务器，在生产环境中应谨慎使用，尤其是在数据量较大的情况下，为了解决这个问题，Redis提供了SCAN命令，它以游标方式逐步返回匹配的键，避免了阻塞问题。SCAN 0 MATCH user:* COUNT 100可以分批查找符合条件的键，用户可以通过循环遍历游标获取所有结果，结合EXPIRE或DEL命令,可以实现批量设置过期时间或删除过期键的功能。
以下是Redis主要过期命令的对比表格：
| 命令 | 语法 | 功能描述 | 时间单位 | 返回值 |
|---|---|---|---|---|
| EXPIRE | EXPIRE key seconds | 设置键的生存时间 | 秒 | 1（成功），0（失败） |
| PEXPIRE | PEXPIRE key milliseconds | 设置键的生存时间 | 毫秒 | 1（成功），0（失败） |
| EXPIREAT | EXPIREAT key timestamp | 设置键的精确过期时间戳 | 秒 | 1（成功），0（失败） |
| PEXPIREAT | PEXPIREAT key timestamp | 设置键的精确过期时间戳 | 毫秒 | 1（成功），0（失败） |
| TTL | TTL key | 查询键的剩余生存时间 | 秒 | 剩余秒数，-1（无过期），-2（不存在） |
| PTTL | PTTL key | 查询键的剩余生存时间 | 毫秒 | 剩余毫秒数，-1（无过期），-2（不存在） |
| KEYS | KEYS pattern | 查找所有匹配模式的键 | 匹配键的列表 | |
| SCAN | SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count] | 游标方式查找匹配键 | 游标和匹配键的列表 |
在使用Redis过期命令时，需要注意以下几点：过期时间的精度受Redis单线程模型和系统时钟的影响，实际过期时间可能略有偏差；DEL命令会立即删除键并触发删除事件，而EXPIRE命令仅设置过期时间，键的删除由后台线程异步执行；对于被标记为volatile的键（即设置了过期时间的键），Redis在内存不足时可能会优先淘汰这些键，即使它们尚未过期；过期命令不能用于已过期的键,需要先删除再重新设置。
在实际应用中，过期命令的典型场景包括：缓存管理（如设置缓存键的自动过期）、会话存储（如用户会话在一定时间后失效）、定时任务（如设置任务数据的过期时间）等，在电商系统中，可以将用户的购物车数据设置为30分钟后过期，避免长期占用内存；在社交应用中，可以将临时消息设置为24小时后自动删除,确保数据隐私。
相关问答FAQs：
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问：Redis的过期键是如何被删除的？删除过程是同步还是异步？
答：Redis的过期键删除机制采用惰性删除和定期删除两种策略，惰性删除是指在访问键时检查其是否过期，如果过期则立即删除；定期删除是指Redis后台线程会定期随机检查一部分键，删除其中过期的键，删除过程主要是异步的，由后台线程执行，但惰性删除时可能会触发同步删除，这种机制既保证了删除的及时性,又避免了阻塞主线程。 -
问：为什么在生产环境中应避免使用KEYS命令？
答：KEYS命令会阻塞Redis服务器，因为它需要遍历整个数据库中的所有键来匹配模式，在大规模数据集上，KEYS命令可能导致Redis响应缓慢，影响其他客户端的请求，相比之下，SCAN命令采用游标方式逐步返回结果，不会阻塞服务器，因此更适合生产环境，如果需要批量操作键，建议使用SCAN结合管道（Pipeline）或Lua脚本,以提高效率并减少对服务器的影响。
