Redis面試題!

1，什么是Redis？

Redis是一款開源的、高性能的鍵-值（key-value）數(shù)據(jù)庫。Redis是Remote Dictionary Server的簡稱。

2，Redis有哪些數(shù)據(jù)類型？

字符串、集合、有序集合、列表、哈希

如果對redis有更深入了解，加上 HyperLogLog , Geo , Pub/Sub

另外， 可以加上 Redis 的 BloomFilter（布隆過濾器) ,Bit操作，Lua腳本等等。

提示：除了5種基本類型，剩下的類型當(dāng)然是說的越多越好，但是注意，前提是你真的用過，因?yàn)槊嬖嚬倏赡苎矍耙涣粒缓笸盍藛?。這時候如果答不上來就GG了。

3，Redis有什么特點(diǎn)？

Redis本質(zhì)上是一個Key-Value類型的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，很像memcached，整個數(shù)據(jù)庫統(tǒng)統(tǒng)加載在內(nèi)存當(dāng)中進(jìn)行操作，定期通過異步操作把數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)flush到硬盤上進(jìn)行保存。因?yàn)槭羌儍?nèi)存操作，Redis的性能非常出色，每秒可以處理超過 10萬次讀寫操作，是已知性能最快的Key-Value DB。

Redis的出色之處不僅僅是性能，Redis最大的魅力是支持保存多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此外單個value的最大限制是1GB，不像 memcached只能保存1MB的數(shù)據(jù)，因此Redis可以用來實(shí)現(xiàn)很多有用的功能，比方說用他的List來做FIFO雙向鏈表，實(shí)現(xiàn)一個輕量級的高性 能消息隊(duì)列服務(wù)，用他的Set可以做高性能的tag系統(tǒng)等等。

另外Redis也可以對存入的Key-Value設(shè)置expire時間，因此也可以被當(dāng)作一 個功能加強(qiáng)版的memcached來用。

4，Redis有什么缺點(diǎn)？

Redis的主要缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)庫容量受到物理內(nèi)存的限制，不能用作海量數(shù)據(jù)的高性能讀寫，因此Redis適合的場景主要局限在較小數(shù)據(jù)量的高性能操作和運(yùn)算上。

5，什么叫緩存雪崩？

第一種情況：如果緩存數(shù)據(jù)設(shè)置的過期時間是相同的，并且Redis恰好將這部分?jǐn)?shù)據(jù)全部刪掉，這就會導(dǎo)致這段時間之內(nèi)，這些緩存數(shù)據(jù)失效，那么所有請求全部走數(shù)據(jù)庫。

第二種情況：Redis全部掛掉，所有的請求也是走數(shù)據(jù)庫的。

6，怎么解決緩存雪崩？

由于緩存雪崩會導(dǎo)致所有請求直接走數(shù)據(jù)庫，這樣數(shù)據(jù)庫壓力會很大，甚至拖垮數(shù)據(jù)庫，怎么辦呢？

這個沒有完美解決辦法，但可以分析用戶行為，盡量讓失效時間點(diǎn)均勻分布。大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者考慮用加鎖或者隊(duì)列的方式保證緩存的單線程（進(jìn)程）寫，從而避免失效時大量的并發(fā)請求落到底層存儲系統(tǒng)上。

常用解決方法：

加鎖排隊(duì). 限流-- 限流算法

1.計(jì)數(shù) 2.滑動窗口 3.? 令牌桶Token Bucket 4.漏桶 leaky bucket [1]

在緩存失效后，通過加鎖或者隊(duì)列來控制讀數(shù)據(jù)庫寫緩存的線程數(shù)量。

比如對某個key只允許一個線程查詢數(shù)據(jù)和寫緩存，其他線程等待。

業(yè)界比較常用的做法，是使用mutex。簡單地來說，就是在緩存失效的時候（判斷拿出來的值為空），不是立即去load db，而是先使用緩存工具的某些帶成功操作返回值的操作（比如Redis的SETNX或者M(jìn)emcache的ADD）去set一個mutex key，當(dāng)操作返回成功時，再進(jìn)行l(wèi)oad db的操作并回設(shè)緩存；否則，就重試整個get緩存的方法。

SETNX，是「SET if Not eXists」的縮寫，也就是只有不存在的時候才設(shè)置，可以利用它來實(shí)現(xiàn)鎖的效果。

數(shù)據(jù)預(yù)熱

? 可以通過緩存reload機(jī)制，預(yù)先去更新緩存，再即將發(fā)生大并發(fā)訪問前手動觸發(fā)加載緩存不同的key，設(shè)置不同的過期時間，讓緩存失效的時間點(diǎn)盡量均勻

做二級緩存，或者雙緩存策略。

? ? ?A1為原始緩存，A2為拷貝緩存，A1失效時，可以訪問A2，A1緩存失效時間設(shè)置為短期，A2設(shè)置為長期。

緩存永遠(yuǎn)不過期

?這里的“永遠(yuǎn)不過期”包含兩層意思：

? ? (1) 從緩存上看，確實(shí)沒有設(shè)置過期時間，這就保證了，不會出現(xiàn)熱點(diǎn)key過期問題，也就是“物理”不過期。

? ? ?(2) 從功能上看，如果不過期，那不就成靜態(tài)的了嗎？所以我們把過期時間存在key對應(yīng)的value里，如果發(fā)現(xiàn)要過期了，通過一個后臺的異步線程進(jìn)行緩存的構(gòu)建，也就是“邏輯”過期。從實(shí)戰(zhàn)看，這種方法對于性能非常友好，唯一不足的就是構(gòu)建緩存時候，其余線程(非構(gòu)建緩存的線程)可能訪問的是老數(shù)據(jù)，但是對于一般的互聯(lián)網(wǎng)功能來說這個還是可以忍受。

對于“掛機(jī)”的這種雪崩：

• 事發(fā)前：實(shí)現(xiàn)Redis的高可用(主從架構(gòu)+Sentinel 或者Redis Cluster)，盡量避免Redis掛掉這種情況發(fā)生。
• 事發(fā)中：萬一Redis真的掛了，我們可以設(shè)置本地緩存(ehcache)+限流(hystrix)，盡量避免我們的數(shù)據(jù)庫被干掉(起碼能保證我們的服務(wù)還是能正常工作的)
• 事發(fā)后：redis持久化，重啟后自動從磁盤上加載數(shù)據(jù)，快速恢復(fù)緩存數(shù)據(jù)。
  
  

7，Redis數(shù)據(jù)淘汰策略有幾種？

1. noeviction:返回錯誤當(dāng)內(nèi)存限制達(dá)到，并且客戶端嘗試執(zhí)行會讓更多內(nèi)存被使用的命令。
2. allkeys-lru: 嘗試回收最少使用的鍵（LRU），使得新添加的數(shù)據(jù)有空間存放。
3. volatile-lru: 嘗試回收最少使用的鍵（LRU），但僅限于在過期集合的鍵,使得新添加的數(shù)據(jù)有空間存放。
4. allkeys-random: 回收隨機(jī)的鍵使得新添加的數(shù)據(jù)有空間存放。
5. volatile-random: 回收隨機(jī)的鍵使得新添加的數(shù)據(jù)有空間存放，但僅限于在過期集合的鍵。
6. volatile-ttl: 回收在過期集合的鍵，并且優(yōu)先回收存活時間（TTL）較短的鍵,使得新添加的數(shù)據(jù)有空間存放。

8，Redis有哪些使用場景？

會話緩存

最常用的一種使用Redis的情景是會話緩存（session cache），用Redis緩存會話比其他存儲（如Memcached）的優(yōu)勢在于：Redis提供持久化。當(dāng)維護(hù)一個不是嚴(yán)格要求一致性的緩存時，如果用戶的購物車信息全部丟失，大部分人都會不高興的，現(xiàn)在，他們還會這樣嗎？

幸運(yùn)的是，隨著 Redis 這些年的改進(jìn)，很容易找到怎么恰當(dāng)?shù)氖褂肦edis來緩存會話的文檔。甚至廣為人知的商業(yè)平臺Magento也提供Redis的插件。

全頁緩存

除基本的會話token之外，Redis還提供很簡便的FPC平臺?；氐揭恢滦詥栴}，即使重啟了Redis實(shí)例，因?yàn)橛写疟P的持久化，用戶也不會看到頁面加載速度的下降，這是一個極大改進(jìn)，類似PHP本地FPC。

再次以Magento為例，Magento提供一個插件來使用Redis作為全頁緩存后端。

此外，對WordPress的用戶來說，Pantheon有一個非常好的插件 wp-redis，這個插件能幫助你以最快速度加載你曾瀏覽過的頁面。

隊(duì)列

Reids在內(nèi)存存儲引擎領(lǐng)域的一大優(yōu)點(diǎn)是提供 list 和 set 操作，這使得Redis能作為一個很好的消息隊(duì)列平臺來使用。Redis作為隊(duì)列使用的操作，就類似于本地程序語言（如Python）對 list 的 push/pop 操作。

如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”，你馬上就能找到大量的開源項(xiàng)目，這些項(xiàng)目的目的就是利用Redis創(chuàng)建非常好的后端工具，以滿足各種隊(duì)列需求。例如，Celery有一個后臺就是使用Redis作為broker，你可以從這里去查看。

排行榜/計(jì)數(shù)器

Redis在內(nèi)存中對數(shù)字進(jìn)行遞增或遞減的操作實(shí)現(xiàn)的非常好。集合（Set）和有序集合（Sorted Set）也使得我們在執(zhí)行這些操作的時候變的非常簡單，Redis只是正好提供了這兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

所以，我們要從排序集合中獲取到排名最靠前的10個用戶–我們稱之為“user_scores”，我們只需要像下面一樣執(zhí)行即可：

當(dāng)然，這是假定你是根據(jù)你用戶的分?jǐn)?shù)做遞增的排序。如果你想返回用戶及用戶的分?jǐn)?shù)，你需要這樣執(zhí)行：

ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

Agora Games就是一個很好的例子，用Ruby實(shí)現(xiàn)的，它的排行榜就是使用Redis來存儲數(shù)據(jù)的，你可以在這里看到。

發(fā)布/訂閱

最后（但肯定不是最不重要的）是Redis的發(fā)布/訂閱功能。發(fā)布/訂閱的使用場景確實(shí)非常多。我已看見人們在社交網(wǎng)絡(luò)連接中使用，還可作為基于發(fā)布/訂閱的腳本觸發(fā)器，甚至用Redis的發(fā)布/訂閱功能來建立聊天系統(tǒng)！

9，Redis相比memcached的優(yōu)勢有哪些？

(1) memcached所有的值均是簡單的字符串，redis作為其替代者，支持更為豐富的數(shù)據(jù)類型

(2) redis的速度比memcached快很多

(3) redis可以持久化其數(shù)據(jù)

10，Redis為什么快？

1. Redis是純內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，一般都是簡單的存取操作，線程占用的時間很多，時間的花費(fèi)主要集中在IO上，所以讀取速度快。
2. Redis使用的是非阻塞IO，IO多路復(fù)用，使用了單線程來輪詢描述符，將數(shù)據(jù)庫的開、關(guān)、讀、寫都轉(zhuǎn)換成了事件，減少了線程切換時上下文的切換和競爭?！　?br>
3. ?Redis采用了單線程的模型，保證了每個操作的原子性，也減少了線程的上下文切換和競爭。
   
4. ?數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也幫了不少忙，Redis全程使用hash結(jié)構(gòu)，讀取速度快，還有一些特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對數(shù)據(jù)存儲進(jìn)行了優(yōu)化，如壓縮表，對短數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮存儲，再如，跳表，使用有序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)加快讀取的速度。
   
5. Redis采用自己實(shí)現(xiàn)的事件分離器，效率比較高，內(nèi)部采用非阻塞的執(zhí)行方式，吞吐能力比較大。
   

11，Redis的java實(shí)現(xiàn)客戶端有哪些？

Redisson,Jedis，lettuce等等，官方推薦使用Redisson。

12，Redis的持久化有幾種方式？各有什么不同？

持久化就是把內(nèi)存的數(shù)據(jù)寫到磁盤中去，防止服務(wù)宕機(jī)了內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失。

Redis 提供了兩種持久化方式:

• RDB（默認(rèn)）?
• AOF?
  

RDB：

rdb是Redis DataBase縮寫

功能核心函數(shù)rdbSave(生成RDB文件)和rdbLoad（從文件加載內(nèi)存）兩個函數(shù)

AOF:

Aof是Append-only file縮寫

每當(dāng)執(zhí)行服務(wù)器(定時)任務(wù)或者函數(shù)時flushAppendOnlyFile 函數(shù)都會被調(diào)用， 這個函數(shù)執(zhí)行以下兩個工作

aof寫入保存：

WRITE：根據(jù)條件，將 aof_buf 中的緩存寫入到 AOF 文件

SAVE：根據(jù)條件，調(diào)用 fsync 或 fdatasync 函數(shù)，將 AOF 文件保存到磁盤中。

存儲結(jié)構(gòu):

? 內(nèi)容是redis通訊協(xié)議(RESP )格式的命令文本存儲。

比較：

1、aof文件比rdb更新頻率高，優(yōu)先使用aof還原數(shù)據(jù)。

2、aof比rdb更安全也更大

3、rdb性能比aof好

4、如果兩個都配了優(yōu)先加載AOF

13,什么是緩存穿透？如何避免？

一般的緩存系統(tǒng)，都是按照key去緩存查詢，如果不存在對應(yīng)的value，就應(yīng)該去后端系統(tǒng)查找（比如DB）。一些惡意的請求會故意查詢不存在的key,請求量很大，就會對后端系統(tǒng)造成很大的壓力。這就叫做緩存穿透。

如何避免？

1：對查詢結(jié)果為空的情況也進(jìn)行緩存，緩存時間設(shè)置短一點(diǎn)，或者該key對應(yīng)的數(shù)據(jù)insert了之后清理緩存。

2：對一定不存在的key進(jìn)行過濾?？梢园阉械目赡艽嬖诘膋ey放到一個大的Bitmap中，查詢時通過該bitmap過濾。