Redis 全稱 Remote Dictionary Server（即遠(yuǎn)程字典服務(wù)），它是一個(gè)基于內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的鍵值型非關(guān)系（NoSQL）數(shù)據(jù)庫(kù)

1. 談下你對(duì) Redis 的了解？

三點(diǎn)：

• 為什么要引入

一般用mysql,oracle，由于數(shù)據(jù)庫(kù)持久化數(shù)據(jù)主要是面向磁盤，而磁盤的讀寫比較慢，一般的管理系統(tǒng)上，由于不存在，因此沒有需要瞬間讀寫大量數(shù)據(jù)的要求，這時(shí)候傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是沒有問題的。但是如果面對(duì)一個(gè)高并發(fā)的場(chǎng)景，比如搶票、發(fā)紅包等，或者是主頁(yè)訪問量瞬間比較大的時(shí)候，一瞬間會(huì)有成千上問的請(qǐng)求的到來高并發(fā)，需要系統(tǒng)在極短的時(shí)間內(nèi)完成成千上萬次的讀寫操作。這時(shí)候數(shù)據(jù)庫(kù)根本承受不來，很容易造成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的癱瘓，最終導(dǎo)致服務(wù)器宕機(jī)。

為了解決這個(gè)問題，我們可以引入nosql技術(shù)。nosql也是一種數(shù)據(jù)庫(kù)，它是基于內(nèi)存的，并提供一定的持久化功能。redis和mongodb是當(dāng)前使用最廣泛的nosql技術(shù)。

• 是什么？

Redis 全稱 Remote Dictionary Server（即遠(yuǎn)程字典服務(wù)），它是一個(gè)基于內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的鍵值型非關(guān)系（NoSQL）數(shù)據(jù)庫(kù)，由意大利人用C語言所創(chuàng)

redis不僅可以將數(shù)據(jù)完全保存在內(nèi)存中，還可以通過磁盤實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化支持

redis支持豐富的數(shù)據(jù)類型，包括string、list、set、zset、hash等多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此它也被稱為【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器

redis支持主從同步，即master-slave主從復(fù)制模式。數(shù)據(jù)可以從主服務(wù)器向任意數(shù)量的從服務(wù)器上同步，有效的保證數(shù)據(jù)的安全性

Redis 支持多種編程語言，包括 C、C++、Python、Java、PHP、Ruby、Lua 等語言。

與SQL型數(shù)據(jù)不同，redis沒有提供新建數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，因?yàn)樗詭Я?6（0-15）個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)（默認(rèn)使用0庫(kù)）。在同一個(gè)庫(kù)中，key是唯一存在的、不允許重復(fù)的，它就像一把“密鑰”，只能打開一把“鎖”。鍵值存儲(chǔ)的本質(zhì)就是使用key來標(biāo)識(shí)value，當(dāng)想要檢索value時(shí)，必須使用與value對(duì)應(yīng)的key進(jìn)行查找

• redis架構(gòu)

客戶端和服務(wù)端可以位于同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，也可以位于不同的計(jì)算機(jī)上。服務(wù)端是整個(gè)架構(gòu)的“大腦”，能夠把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存中，并且起到管理數(shù)據(jù)的作用 .Redis 基于內(nèi)存來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，因此其速度非?？?。但是我們知道，計(jì)算機(jī)的內(nèi)存是非常珍貴的資源，所以 Redis 不適合存儲(chǔ)較大的文件或者二進(jìn)制數(shù)據(jù)，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，Redis 適合存儲(chǔ)較小的文本信息。理論上 Redis 的每個(gè) key、value 的大小不超過 512 MB

2. Redis 一般都有哪些使用場(chǎng)景？

• 緩存—熱數(shù)據(jù)
• 計(jì)數(shù)器
• 隊(duì)列
• 分布式鎖與單線程機(jī)制
• 排行榜
• 最新列表
• 高并發(fā)讀寫
• 位操作大數(shù)據(jù)處理）redis中setbit(位操作)的實(shí)際應(yīng)用 - 云+社區(qū) - 騰訊云 (tencent.com)

3. Redis 有哪些常見的功能？

• 哨兵(sentinel)和復(fù)制（replication）
• 事務(wù)
• LUA腳本
• 持久化（Persistence）
• 集群（Cluster）

4. Redis 支持的數(shù)據(jù)類型有哪些？

• string（字符串）
• hash（哈希散列）
• list（列表）
• set（集合）
• zset（sorted set：有序集合）
• HyperLogLog 類型(來統(tǒng)計(jì)一個(gè)集合中不重復(fù)的元素個(gè)數(shù))
• Redis 5.0 提供的 Stream(支持消息隊(duì)列)

注意：這里指的數(shù)據(jù)類型是 Value（值） 的數(shù)據(jù)類型，而非 key。

5. Redis 為什么這么快？?

• Redis 是一款純內(nèi)存結(jié)構(gòu)，避免了磁盤 I/O 等耗時(shí)操作。
• Redis 命令處理的核心模塊為單線程，減少了鎖競(jìng)爭(zhēng)，以及頻繁創(chuàng)建線程和銷毀線程的代價(jià)，減少了線程上下文切換的消耗。
• 采用了 I/O 多路復(fù)用機(jī)制，大大提升了并發(fā)效率。
• 高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串、內(nèi)存重新分配、雙端鏈表等)
• 底層模型不同，Redis并沒有使用OS提供的Swap，而是自己實(shí)現(xiàn)構(gòu)建了VM的工作機(jī)制。

6. 什么是緩存穿透？怎么解決？

如果在請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，在緩存層和數(shù)據(jù)庫(kù)層都沒有找到符合條件的數(shù)據(jù)，也就是說，在緩存層和數(shù)據(jù)庫(kù)層都沒有命中數(shù)據(jù)，那么，這種情況就叫作緩存穿透。

解決方式：

• 把空對(duì)象緩存起來。當(dāng)?shù)谝淮螐臄?shù)據(jù)庫(kù)中查詢出來的結(jié)果為空時(shí)，我們就將這個(gè)空對(duì)象加載到緩存，并設(shè)置合理的過期時(shí)間，這樣，就能夠在一定程度上保障后端數(shù)據(jù)庫(kù)的安全
• 第二種解決緩存穿透問題的解決方案：就是使用布隆過濾器

7. 什么是緩存雪崩？該如何解決？

如果在某一時(shí)刻緩存集中失效，或者緩存系統(tǒng)出現(xiàn)故障，所有的并發(fā)流量就會(huì)直接到達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)。

解決方式：

• 保證 Redis 的高可用。
• 使用限流降級(jí)的方式防止緩存雪崩。
• 通過數(shù)據(jù)預(yù)熱的方式將可能大量訪問的數(shù)據(jù)加載到緩存，在即將發(fā)生大并發(fā)訪問的時(shí)候，提前手動(dòng)觸發(fā)加載不同的數(shù)據(jù)到緩存中，并為數(shù)據(jù)設(shè)置不同的過期時(shí)間，讓緩存失效的時(shí)間點(diǎn)盡量均勻，不至于在同一時(shí)刻全部失效。

8. 怎么保證緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的一致性？CAP理論？

• 雙清延遲清理策略：數(shù)據(jù)變化前和后都進(jìn)行緩存清理，事務(wù)完成后再次清理。也可以最后監(jiān)聽binlog，再把數(shù)據(jù)刷入緩存中。
• 隊(duì)列清理，mq中間件接入redis，這樣做小型系統(tǒng)能支撐業(yè)務(wù)并發(fā)，大型系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生較高延遲，影響使用。

9. Redis 持久化有幾種方式？

由于Redis的數(shù)據(jù)都存放在內(nèi)存中，如果沒有配置持久化，redis重啟后數(shù)據(jù)就全丟失了，于是需要開啟redis的持久化功能，將數(shù)據(jù)保存到磁盤上，當(dāng)redis重啟后，可以從磁盤中恢復(fù)數(shù)據(jù)。redis提供兩種方式進(jìn)行持久化：

• RDB快照持久化：

時(shí)間間隔內(nèi)將內(nèi)存的數(shù)據(jù)集快照寫到磁盤?；謴?fù)快，節(jié)省數(shù)據(jù)空間，但是當(dāng)redis故障，仍會(huì)丟失部分?jǐn)?shù)據(jù)

命令：

BGSAVE：Redis會(huì)調(diào)用fork來創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程，然后子進(jìn)程負(fù)責(zé)將所有數(shù)據(jù)的快照寫入硬盤，而父進(jìn)程則繼續(xù)處理命令請(qǐng)求。

save 60 10000：Redis最近一次創(chuàng)建快照之后開始算起，當(dāng)“60秒之內(nèi)有10000次寫入”這個(gè)條件被滿足時(shí)，Redis就會(huì)自動(dòng)觸發(fā)BGSAVE命令

• AOF（append only file）持久化

AOF持久化 的實(shí)時(shí)性更好，原理是將Redis的操作日志以追加的方式寫入文件，但是不加以控制的話，AOF文件的體積可能會(huì)比快照文件大好幾倍，恢復(fù)慢，可以通過冗余命令（BGREWRITEAOF）來重寫（rewrite）AOF文件來減小AOF文件的體積

參數(shù)：

appendonly yes 開關(guān)

appendfsync always #每次有數(shù)據(jù)修改發(fā)生時(shí)都會(huì)寫入AOF文件,這樣會(huì)嚴(yán)重降低Redis的速度

appendfsync everysec #每秒鐘同步一次，顯示地將多個(gè)寫命令同步到硬盤

appendfsync no #讓操作系統(tǒng)決定何時(shí)進(jìn)行同步

10. Redis 怎么實(shí)現(xiàn)分布式鎖？

• 使用MySQL，基于唯一索引。
• 使用ZooKeeper，基于臨時(shí)有序節(jié)點(diǎn)。
• 使用Redis，基于setnx命令

加鎖：使用setnx key value命令，如果key不存在，設(shè)置value(加鎖成功)。如果已經(jīng)存在lock(也就是有客戶端持有鎖了)，則設(shè)置失敗(加鎖失敗)。

解鎖：使用del命令，通過刪除鍵值釋放鎖。釋放鎖之后，其他客戶端可以通過setnx命令進(jìn)行加鎖

1.防止死鎖：要有個(gè)超時(shí)的機(jī)制，在設(shè)置key的值時(shí)，需要加上有效時(shí)間，如果有效時(shí)間過期了，就會(huì)自動(dòng)失效，就不會(huì)出現(xiàn)死鎖。

2.支持可重入鎖：加鎖成功后使用hset命令value=1，使用hincrby自增，解鎖時(shí)，先判斷可重復(fù)次數(shù)是否大于0，大于0則減一，否則刪除鍵值，釋放鎖資源

3.加鎖失敗后阻塞等待，等鎖釋放后再次嘗試加鎖

11. Redis 淘汰策略有哪些？

在Redis中，允許用戶設(shè)置最大使用內(nèi)存大小server.maxmemory，當(dāng)Redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)集大小上升到一定大小的時(shí)候，就會(huì)施行數(shù)據(jù)淘汰策略。

• volatile-lru:從已設(shè)置過期的數(shù)據(jù)集中挑選最近最少使用的淘汰
• volatile-ttr:從已設(shè)置過期的數(shù)據(jù)集中挑選將要過期的數(shù)據(jù)淘汰
• volatile-random:從已設(shè)置過期的數(shù)據(jù)集中任意挑選數(shù)據(jù)淘汰
• allkeys-lru:從數(shù)據(jù)集中挑選最近最少使用的數(shù)據(jù)淘汰
• allkeys-random:從數(shù)據(jù)集中任意挑選數(shù)據(jù)淘汰
• noenviction:禁止淘汰數(shù)據(jù)

redis淘汰數(shù)據(jù)時(shí)還會(huì)同步到aof

12. Redis 常見性能問題和解決方案？

• Master最好不要做任何持久化工作，包括內(nèi)存快照和AOF日志文件，特別是不要啟用內(nèi)存快照做持久化。
• 如果數(shù)據(jù)比較重要，某個(gè)Slave開啟AOF備份數(shù)據(jù)，策略設(shè)置為每秒同步一次
• 為了主從復(fù)制的速度和連接的穩(wěn)定性，Master和Slave最好在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi),盡量避免在壓力很大的主庫(kù)上增加從庫(kù)
• Master調(diào)用BGREWRITEAOF重寫AOF文件，AOF在重寫的時(shí)候會(huì)占大量的CPU和內(nèi)存資源，導(dǎo)致服務(wù)load過高，出現(xiàn)短暫服務(wù)暫停現(xiàn)象。
• 為了Master的穩(wěn)定性，主從復(fù)制不要用圖狀結(jié)構(gòu)，用單向鏈表結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，即主從關(guān)系為：Master
• redis并發(fā)問題可以使用分布式鎖
• redis持久化數(shù)據(jù)和緩存可以通過集群模式擴(kuò)容

番外篇

混合持久化方式

Redis 4.0 開始支持 RDB 和 AOF 的混合持久化（默認(rèn)關(guān)閉，可以通過配置項(xiàng) aof-use-rdb-preamble 開啟）。

redis和memcached比較

• memcached所有的值都是簡(jiǎn)單的字符串，redis支持更多的數(shù)據(jù)類型
• redis速度比memcached快很多
• redis可以持久化數(shù)據(jù)
• redis支持?jǐn)?shù)據(jù)備份，即master-slave模式的數(shù)據(jù)備份

QPS和TPS

• QPS:應(yīng)用系統(tǒng)每秒鐘最大能接受的用戶訪問量
• TPS：每秒鐘最大能處理的請(qǐng)求數(shù)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis面试宝典12道法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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