Redis 对于过期的 key 有两种清理机制，一种是主动的（active way），一种是被动的（passive way）。

被动清理机制

被动清理机制，也可以称为惰性清理机制。当有客户端尝试访问一个 key 的时，如果这个 key 已经过期，则会将这个 key 清理掉。

主动清理机制

显然，被动清理机制是存在不足的，不可能将所有过期的 key 都清理掉，尤其是其中访问频率很低的冷数据。因此，Redis 有主动的定期清理机制，定期在带有过期时间的 key 中随机测试一些 key，并将其中过期的 key 清除掉。

具体地，Redis 每秒执行 10 次以下流程：

  1. 从带有过期时间的 key 中随机抽取 20 个 key；
  2. 删除其中所有已过期的 key；
  3. 如果有超过 25% 的 key 已过期，则从第 1 步开始重新执行。

通过上述规则，我们可以有如下推论：

  • 每次抽取的样本可以代表整个 key 空间：因为每次都是从所有带有过期时间的 key 中随机抽样，所以抽取的 20 个样本中已过期的 key 的占比的样本均值的期望等于所有 key 中已过期的 key 的占比的期望。
  • 在任意时刻，Redis 中存储的已过期的 key 的占比的期望小于等于 25%：因为我们每次清理时，都将样本中已过期的 key 的占比清理到 25% 以下，所以每一次清理后，所有 key 中已过期的 key 的占比的期望小于等于 25%。

即，在任何给定时刻，存储器中已过期 key 的最大数量小于等于每秒写入操作的最大数量除以 4。

总结

通过上述机制，我们可以理解如下场景：

当我们使用 scan 和 get 命令遍历一个已经存在较长时间的数据库时，Redis 监控中的 key 数量、占用内存下降：因为数据库已经存在较长时间，根据主动清理机制，其中应存在接近 25% 的已过期的 key。当我们遍历数据库中的所有 key 时，会触发被动清理机制，导致这些已过期的 key 被删除，从而使监控中的 key 数量和内存占用下降。当我们再次遍历该数据库时，key 数量和占用内存就不会下降了。

但是，当我们刚刚遍历完数据库后，Redis 中的 key 数量、占用内存逐渐上升恢复到之前的状态：因为在遍历完数据库后，该库中几乎不存在已过期的 key，此时主动清理机制几乎不可能超过 25%，每次只会有很少的已过期的 key 被清除。因此，随着新的 key 被逐渐写入，该数据库中的 key 数量和占用内存会逐渐上升，并恢复到存在接近 25% 的已过期的 key 的状态。

官方文档：https://redis.io/commands/expire/