Redis高性能緩存數(shù)據(jù)庫

1和敬、什么是 Redis？簡述它的優(yōu)缺點戏阅？

Redis 的全稱是：Remote Dictionary.Server昼弟，本質(zhì)上是一個 Key-Value 類型的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，很像

memcached奕筐，整個數(shù)據(jù)庫統(tǒng)統(tǒng)加載在內(nèi)存當(dāng)中進(jìn)行操作舱痘，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。

因為是純內(nèi)存操作离赫，Redis 的性能非常出色芭逝，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笆怠。

Redis 的出色之處不僅僅是性能铝耻，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蹬刷，不像 memcached 只能保存 1MB 的數(shù)據(jù)瓢捉，因此 Redis 可以用來實現(xiàn)很多有用的功能。

比方說用他的 List 來做 FIFO 雙向鏈表办成，實現(xiàn)一個輕量級的高性 能消息隊列服務(wù)泡态，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 時間迂卢，因此也可以被當(dāng)作一 個功能加強版的memcached 來用某弦。 Redis 的主要缺點是數(shù)據(jù)庫容量受到物理內(nèi)存的限制桐汤，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算上靶壮。

2怔毛、Redis 與 memcached 相比有哪些優(yōu)勢？

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

redis 的速度比 memcached 快很多 redis 的速度比 memcached 快很多

redis 可以持久化其數(shù)據(jù) redis 可以持久化其數(shù)據(jù)

3、Redis 支持哪幾種數(shù)據(jù)類型螃壤？

String抗果、List、Set奸晴、Sorted Set冤馏、hashes

4、Redis 主要消耗什么物理資源寄啼？

內(nèi)存逮光。

5、Redis 有哪幾種數(shù)據(jù)淘汰策略辕录？

noeviction:返回錯誤當(dāng)內(nèi)存限制達(dá)到睦霎，并且客戶端嘗試執(zhí)行會讓更多內(nèi)存被使用的命令。

allkeys-lru: 嘗試回收最少使用的鍵（LRU）走诞，使得新添加的數(shù)據(jù)有空間存放副女。

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)有空間存放蚣旱。

allkeys-random: 回收隨機的鍵使得新添加的數(shù)據(jù)有空間存放碑幅。

volatile-random: 回收隨機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塞绿。

volatile-ttl: 回收在過期集合的鍵沟涨，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。

6异吻、Redis 官方為什么不提供 Windows 版本裹赴？

因為目前 Linux 版本已經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定，而且用戶量很大诀浪，無需開發(fā) windows 版本棋返，反而會帶來兼容性等問題。

7雷猪、一個字符串類型的值能存儲最大容量是多少睛竣？

512M

8、為什么 Redis 需要把所有數(shù)據(jù)放到內(nèi)存中求摇？

Redis 為了達(dá)到最快的讀寫速度將數(shù)據(jù)都讀到內(nèi)存中射沟，并通過異步的方式將數(shù)據(jù)寫入磁盤殊者。

所以 redis 具有快速和數(shù)據(jù)持久化的特征，如果不將數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中验夯，磁盤 I/O 速度為嚴(yán)重影響 redis 的性能猖吴。

在內(nèi)存越來越便宜的今天，redis 將會越來越受歡迎簿姨， 如果設(shè)置了最大使用的內(nèi)存距误，則數(shù)據(jù)已有記錄數(shù)達(dá)到內(nèi)存限值后不能繼續(xù)插入新值。

9扁位、Redis 集群方案應(yīng)該怎么做？都有哪些方案趁俊？

codis

目前用的最多的集群方案域仇，基本和 twemproxy 一致的效果，但它支持在節(jié)點數(shù)量改變情況下寺擂，舊節(jié)點數(shù)據(jù)可恢復(fù)到新 hash 節(jié)點暇务。

redis cluster3.0 自帶的集群，特點在于他的分布式算法不是一致性 hash怔软，而是 hash 槽的概念垦细，以及自身支持節(jié)點設(shè)置從節(jié)點。具體看官方文檔介紹挡逼。

在業(yè)務(wù)代碼層實現(xiàn)括改，起幾個毫無關(guān)聯(lián)的 redis 實例，在代碼層家坎，對 key 進(jìn)行 hash 計算嘱能，然后去對應(yīng)的redis 實例操作數(shù)據(jù)。這種方式對 hash 層代碼要求比較高虱疏，考慮部分包括惹骂，節(jié)點失效后的替代算法方案，數(shù)據(jù)震蕩后的自動腳本恢復(fù)做瞪，實例的監(jiān)控对粪，等等。

Java 架構(gòu)學(xué)習(xí)資料（里面有高可用装蓬、高并發(fā)著拭、高性能及分布式、Jvm 性能調(diào)優(yōu)矛物、Spring 源碼茫死，MyBatis，Netty,Redis,Kafka,Mysql,Zookeeper,Tomcat,Docker,Dubbo,Nginx 等多個知識點的架構(gòu)資料）合理利用自己每一分每一秒的時間來學(xué)習(xí)提升自己履羞，不要再用"沒有時間“來掩飾自己思想上的懶惰峦萎！趁年輕屡久，使勁拼，給未來的自己一個交代爱榔！

10被环、Redis 集群方案什么情況下會導(dǎo)致整個集群不可用？

有 A详幽，B筛欢，C 三個節(jié)點的集群,在沒有復(fù)制模型的情況下,如果節(jié)點 B 失敗了，那么整個集群就會以為缺少5501-11000 這個范圍的槽而不可用唇聘。

11版姑、MySQL 里有 2000w 數(shù)據(jù)，redis 中只存 20w 的數(shù)據(jù)迟郎，如何保證 redis 中的數(shù)據(jù)都是熱點數(shù)據(jù)剥险？

redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)集大小上升到一定大小的時候，就會施行數(shù)據(jù)淘汰策略宪肖。

其實面試除了考察 Redis表制，不少公司都很重視高并發(fā)高可用的技術(shù)，特別是一線互聯(lián)網(wǎng)公司控乾，分布式么介、

JVM、spring 源碼分析蜕衡、微服務(wù)等知識點已是面試的必考題壤短。文末分享給大家一線互聯(lián)網(wǎng)公司最新的技術(shù)知識（彩蛋）

12、Redis 有哪些適合的場景衷咽？

（1）會話緩存（Session Cache）

最常用的一種使用 Redis 的情景是會話緩存（sessioncache）鸽扁，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)維護一個不是嚴(yán)格要求一致性的緩存時镶骗，如果用戶的購物車信息全部丟失桶现，大部分人都會不高興的，現(xiàn)在鼎姊，他們還會這樣嗎骡和？

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

（2）全頁緩存（FPC）

除基本的會話 token 之外唤衫，Redis 還提供很簡便的 FPC 平臺婆赠。回到一致性問題佳励，即使重啟了 Redis 實例休里，因為有磁盤的持久化蛆挫，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)妙黍，類似 PHP 本地FPC悴侵。

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

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

（3）隊列

Reids 在內(nèi)存存儲引擎領(lǐng)域的一大優(yōu)點是提供 list 和 set 操作，這使得 Redis 能作為一個很好的消息隊列平臺來使用驮宴。Redis 作為隊列使用的操作逮刨，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”堵泽，你馬上就能找到大量的開源項目，這些項目的目的就是利用 Redis 創(chuàng)建非常好的后端工具恢总，以滿足各種隊列需求迎罗。例如，Celery 有一個后臺就是使用Redis 作為 broker片仿，你可以從這里去查看纹安。

（4）排行榜/計數(shù)器

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

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”阳距，我們只需要像下面一樣執(zhí)行即可：

當(dāng)然塔粒，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)筐摘，你需要這樣執(zhí)行：

ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORESAgora Games 就是一個很好的例子卒茬，用 Ruby 實現(xiàn)的，它的排行榜就是使用 Redis 來存儲數(shù)據(jù)的咖熟，你可以在這里看到圃酵。

（5）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非常多馍管。我已看見人們在社交網(wǎng)絡(luò)連接中使用郭赐，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)确沸！

13捌锭、Redis 支持的 Java 客戶端都有哪些俘陷？官方推薦用哪個茴丰？

Redisson圾笨、Jedis、lettuce 等等呼盆，官方推薦使用 Redisson坎匿。

14盾剩、Redis 和 Redisson 有什么關(guān)系？

15替蔬、Jedis 與 Redisson 對比有什么優(yōu)缺點告私？

Jedis 是 Redis 的 Java 實現(xiàn)的客戶端，其 API 提供了比較全面的 Redis 命令的支持承桥；

Redisson 實現(xiàn)了分布式和可擴展的 Java 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)驻粟，和 Jedis 相比，功能較為簡單凶异，不支持字符串操作蜀撑，不支持排序、事務(wù)剩彬、管道酷麦、分區(qū)等 Redis 特性。Redisson 的宗旨是促進(jìn)使用者對 Redis 的關(guān)注分離喉恋，從而讓使用者能夠?qū)⒕Ω械胤旁谔幚順I(yè)務(wù)邏輯上沃饶。

16、說說 Redis 哈希槽的概念轻黑？

Redis 集群沒有使用一致性 hash,而是引入了哈希槽的概念糊肤，Redis 集群有 16384 個哈希槽，每個 key 通過 CRC16 校驗后對 16384 取模來決定放置哪個槽氓鄙，集群的每個節(jié)點負(fù)責(zé)一部分 hash 槽馆揉。

17、Redis 集群的主從復(fù)制模型是怎樣的玖详？

為了使在部分節(jié)點失敗或者大部分節(jié)點無法通信的情況下集群仍然可用把介，所以集群使用了主從復(fù)制模型,每個節(jié)點都會有 N-1 個復(fù)制品.

18、Redis 集群會有寫操作丟失嗎蟋座？為什么拗踢？

Redis 并不能保證數(shù)據(jù)的強一致性，這意味這在實際中集群在特定的條件下可能會丟失寫操作向臀。

19巢墅、Redis 集群之間是如何復(fù)制的？

異步復(fù)制

20、Redis 集群最大節(jié)點個數(shù)是多少君纫？

16384 個

21驯遇、Redis 集群如何選擇數(shù)據(jù)庫？

Redis 集群目前無法做數(shù)據(jù)庫選擇蓄髓，默認(rèn)在 0 數(shù)據(jù)庫叉庐。

22、Redis 中的管道有什么用会喝？

一次請求/響應(yīng)服務(wù)器能實現(xiàn)處理新的請求即使舊的請求還未被響應(yīng)陡叠，這樣就可以將多個命令發(fā)送到服務(wù)器，而不用等待回復(fù)肢执，最后在一個步驟中讀取該答復(fù)枉阵。

這就是管道（pipelining），是一種幾十年來廣泛使用的技術(shù)预茄。例如許多 POP3 協(xié)議已經(jīng)實現(xiàn)支持這個功能兴溜，大大加快了從服務(wù)器下載新郵件的過程。

23耻陕、怎么理解 Redis 事務(wù)拙徽？

事務(wù)是一個單獨的隔離操作：事務(wù)中的所有命令都會序列化、按順序地執(zhí)行诗宣，事務(wù)在執(zhí)行的過程中斋攀，不會被其他客戶端發(fā)送來的命令請求所打斷。事務(wù)是一個原子操作：事務(wù)中的命令要么全部被執(zhí)行梧田，要么全部都不執(zhí)行。

24侧蘸、Redis 事務(wù)相關(guān)的命令有哪幾個裁眯？

MULTI、EXEC讳癌、DISCARD穿稳、WATCH

25、Redis key 的過期時間和永久有效分別怎么設(shè)置晌坤？

EXPIRE 和 PERSIST 命令

26逢艘、Redis 如何做內(nèi)存優(yōu)化？

盡可能使用散列表（hashes）骤菠，散列表（是說散列表里面存儲的數(shù)少）使用的內(nèi)存非常小它改，所以你應(yīng)該盡可能的將你的數(shù)據(jù)模型抽象到一個散列表里面。

比如你的 web 系統(tǒng)中有一個用戶對象商乎，不要為這個用戶的名稱央拖，姓氏，郵箱，密碼設(shè)置單獨的 key,而是應(yīng)該把這個用戶的所有信息存儲到一張散列表里面鲜戒。

27专控、Redis 回收進(jìn)程如何工作的？

一個客戶端運行了新的命令遏餐，添加了新的數(shù)據(jù)伦腐。Redi 檢查內(nèi)存使用情況，如果大于 maxmemory 的限制, 則根據(jù)設(shè)定好的策略進(jìn)行回收失都。一個新的命令被執(zhí)行柏蘑，等等。

所以我們不斷地穿越內(nèi)存限制的邊界嗅剖，通過不斷達(dá)到邊界然后不斷地回收回到邊界以下辩越。

如果一個命令的結(jié)果導(dǎo)致大量內(nèi)存被使用（例如很大的集合的交集保存到一個新的鍵），不用多久內(nèi)存限制就會被這個內(nèi)存使用量超越

28.加鎖機制

29.鎖互斥機制

30.watch dog 自動延期機制

31.可重入加鎖機制

32.釋放鎖機制

33.上述 Redis 分布式鎖的缺點

34.使用過 Redis 分布式鎖么信粮，它是怎么實現(xiàn)的黔攒？

先拿 setnx 來爭搶鎖，搶到之后强缘，再用 expire 給鎖加一個過期時間防止鎖忘記了釋放督惰。

如果在 setnx 之后執(zhí)行 expire 之前進(jìn)程意外 crash 或者要重啟維護了，那會怎么樣旅掂？

set 指令有非常復(fù)雜的參數(shù)赏胚，這個應(yīng)該是可以同時把 setnx 和 expire 合成一條指令來用的！

35.使用過 Redis 做異步隊列么商虐，你是怎么用的觉阅？有什么缺點？

般使用 list 結(jié)構(gòu)作為隊列秘车，rpush 生產(chǎn)消息典勇，lpop 消費消息。當(dāng) lpop 沒有消息的時候叮趴，要適當(dāng) sleep一會再重試割笙。

缺點：

在消費者下線的情況下，生產(chǎn)的消息會丟失眯亦，得使用專業(yè)的消息隊列如 rabbitmq 等伤溉。

能不能生產(chǎn)一次消費多次呢？

使用 pub/sub 主題訂閱者模式妻率，可以實現(xiàn) 1:N 的消息隊列乱顾。

36.什么是緩存穿透？如何避免舌涨？什么是緩存雪崩糯耍？何如避免扔字？

緩存穿透

一般的緩存系統(tǒng)，都是按照 key 去緩存查詢温技，如果不存在對應(yīng)的 value革为，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,請求量很大舵鳞，就會對后端系統(tǒng)造成很大的壓力震檩。這就叫做緩存穿透。

如何避免蜓堕？

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

2：對一定不存在的 key 進(jìn)行過濾迂猴。可以把所有的可能存在的 key 放到一個大的 Bitmap 中背伴，查詢時通過該 bitmap 過濾沸毁。

緩存雪崩

當(dāng)緩存服務(wù)器重啟或者大量緩存集中在某一個時間段失效，這樣在失效的時候傻寂，會給后端系統(tǒng)帶來很大壓力息尺。導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

如何避免疾掰？

1：在緩存失效后搂誉，通過加鎖或者隊列來控制讀數(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)和寫緩存静檬，其他線程等待炭懊。

2：做二級緩存，A1 為原始緩存拂檩，A2 為拷貝緩存凛虽，A1 失效時，可以訪問 A2广恢，A1 緩存失效時間設(shè)置為短期，A2 設(shè)置為長期

3：不同的 key呀潭，設(shè)置不同的過期時間钉迷，讓緩存失效的時間點盡量均勻

Redis擴展面試題

37.redis 和 memcached 什么區(qū)別？為什么高并發(fā)下有時單線程的 redis 比多線程的memcached 效率要高钠署？

38.使用 redis 如何設(shè)計分布式鎖糠聪？說一下實現(xiàn)思路？使用 zk 可以嗎谐鼎？如何實現(xiàn)舰蟆？這兩種有什么區(qū)別？

39.知道 redis 的持久化嗎？底層如何實現(xiàn)的身害？有什么優(yōu)點缺點味悄？

40.緩存穿透、緩存擊穿塌鸯、緩存雪崩解決方案侍瑟？

41.在選擇緩存時，什么時候選擇 redis丙猬，什么時候選擇 memcached涨颜？

42.Redis 常見的性能問題和解決方案

43.Redis 的數(shù)據(jù)淘汰策略有哪些

44.Redis 當(dāng)中有哪些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

45.使用 Redis 做過異步隊列嗎，是如何實現(xiàn)的

46.Redis 如何實現(xiàn)延時隊列

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面試題整理

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