Redis主从数据不一致及读取过期数据问题的解决方案

主从数据不一致问题

因为主从库间的命令复制是异步进行的，所以有可能客户端从从库中读取到的值和主库中的最新值并不一致。

具体来说，在主从库命令传播阶段，主库收到新的写命令后，会发送给从库。但是，主库并不会等到从库实际执行完命令后，再把结果返回给客户端，而是主库自己在本地执行完命令后，就会向客户端返回结果了。如果从库还没有执行主库同步过来的命令，主从库间的数据就不一致了。

从库滞后执行同步命令主要有两种情况：

一方面，主从库间的网络可能会有传输延迟，所以从库不能及时地收到主库发送的命令，从库上执行同步命令的时间就会被延后。
另一方面，即使从库及时收到了主库的命令，但是，也可能会因为正在处理其它复杂度高的命令（例如集合操作命令）而阻塞。

为了避免从库会滞后执行同步命令，有以下两种方法：

首先，在硬件环境配置方面，我们要尽量保证主从库间的网络连接状况良好。例如，我们要避免把主从库部署在不同的机房，或者是避免把网络通信密集的应用（例如数据分析应用）和 Redis 主从库部署在一起。
另外，我们还可以开发一个外部程序来监控主从库间的复制进度。

读取过期数据问题

这个问题是由 Redis 的过期数据删除策略引起的。Redis 同时使用了两种策略来删除过期的数据，分别是惰性删除策略和定期删除策略。

惰性删除策略：当一个数据的过期时间到了以后，并不会立即删除数据，而是等到再有请求来读写这个数据时，对数据进行检查，如果发现数据已经过期了，再删除这个数据。
定期删除策略：Redis 每隔一段时间（默认 100ms），就会随机选出一定数量的数据，检查它们是否过期，并把其中过期的数据删除，这样就可以及时释放一些内存。

首先如果过期数据很多，并且一直没有再被访问的话，定期删除检查的数据数量也并不多，这些数据就会留存在 Redis 实例中。业务应用之所以会读到过期数据，这些留存数据就是一个重要因素。

其次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。

如果你使用的是 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，我来给你具体解释下。

我先给你介绍下这些命令。设置数据过期时间的命令一共有 4 个，我们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。

这 4 个命令的参数和含义如下表所示：

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，我给你的建议是，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。