Redis常見面試題

1.什么是redis

Redis 是一個基于記憶體的高性能key-value資料庫，整個資料庫統統加載在記憶體當中進行操作，定期通過異步操作把資料庫資料flush到硬碟上進行保存，因為是純記憶體操作，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，

2.為什么用redis/為什么用快取

（1）高性能
假如用戶第一次訪問資料庫中某些資料，這個程序會比較慢，因為是從硬碟上讀取的，將用戶訪問的資料存放在快取中，這樣下一次訪問這些資料的時候就會直接從快取中獲取，操作快取是直接操作記憶體，所以速度相當快，如果資料庫中的資料對應的資料改變后，同步改變快取中相應的資料即可，
（2）高并發
直接操作快取能夠承受的請求是遠遠大于直接訪問資料庫的，所以把資料庫中的部分資料轉移到快取中去，這樣用戶的一部分請求會直接到快取中而不會經過資料庫，

3.redis支持資料型別

Redis 有 5 種基礎資料結構，分別為：string (字串)、list (串列)、set (集合)、hash (哈希) 和 zset (有序集合)，
String字串：
格式: set key value
string型別是二進制安全的，意思是redis的string可以包含任何資料，比如jpg圖片或者序列化的物件 ，
string型別是Redis最基本的資料型別，一個鍵最大能存盤512MB，

Hash（哈希）
格式: hmset name  key1 value1 key2 value2
Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合，
Redis hash是一個string型別的field和value的映射表，hash特別適合用于存盤物件，

List（串列）
Redis 串列是簡單的字串串列，按照插入順序排序，你可以添加一個元素到串列的頭部（左邊）或者尾部（右邊）
格式: lpush  name  value
在 key 對應 list 的頭部添加字串元素
格式: rpush  name  value
在 key 對應 list 的尾部添加字串元素
格式: lrem name  index
key 對應 list 中洗掉 count 個和 value 相同的元素
格式: llen name  
回傳 key 對應 list 的長度

Set（集合）
格式: sadd  name  value
Redis的Set是string型別的無序集合，
集合是通過哈希表實作的，所以添加，洗掉，查找的復雜度都是O(1)，

zset(sorted set：有序集合)
格式: zadd  name score value
Redis zset 和 set 一樣也是string型別元素的集合,且不允許重復的成員，
不同的是每個元素都會關聯一個double型別的分數，redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序，
zset的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重復，

4.什么是Redis持久化？Redis持久化有哪幾種持久方式？優缺點是什么？

Redis是基于記憶體操作的，記憶體斷電即失，redis持久化就是把記憶體的資料寫到磁盤中去，防止服務器宕機，記憶體資料丟失，Redis持久化提供兩個兩種方式RDF（默認）和AOF，
RDB:
Redis把資料快照存放在磁盤上的二進制檔案中，檔案名為dump.rdb，你可以配置Redis的持久化策略，例如資料集中每N秒鐘有超過M次更新，就將資料寫入磁盤；或者你可以手工呼叫命令SAVE或BGSAVE，
當redis意外宕機，會丟失部分資料，
AOF：
AOF（Append-Only-File）持久化即記錄所有變更資料庫狀態的指令，以append的形式追加保存到AOF檔案中，在服務器下次啟動時，就可以通過載入和執行AOF檔案中保存的命令，來還原服務器關閉前的資料庫狀態，
對于相同的資料來說，AOF檔案大小通常要大于RDB檔案，AOF持久化以日志的形式記錄服務器所處理的每一個寫、洗掉操作，查詢操作不會記錄，以文本的方式記錄，可以打開檔案看到詳細的操作記錄，所以redis意外宕機，redis只會丟失最后一次資料，

5.什么是快取穿透？如何避免？

一般的快取系統，都是按照key去快取查詢，如果不存在對應的value，就應該去后端系統查找（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，就會對后端系統造成很大的壓力，這就叫做快取穿透，
如何避免？
1：對查詢結果為空的情況也進行快取，快取時間設定短一點，或者該key對應的資料insert了之后清理快取，
2：對一定不存在的key進行過濾，可以把所有的可能存在的key放到一個大的Bitmap中，查詢時通過該bitmap過濾，

6.什么是快取擊穿？如何避免

對于設定了過期時間的 key，快取在某個時間點過期的時候，恰好這時間點對這個 Key 有大量的并發請求過來，這些請求發現快取過期一般都會從后端 DB 加載資料并回設到快取，這個時候大并發的請求可能會瞬間把 DB 壓垮，
解決方案：
i.使用互斥鎖：當快取失效時，不立即去 load db，先使用如 Redis 的 setnx 去設定一個互斥鎖，當操作成功回傳時再進行 load db 的操作并回設快取，否則重試 get 快取的方法，
同時保證對于每個key同時只有一個執行緒去查詢后端，其他執行緒沒有獲得鎖的權限，只需要等待即可，
ii 永遠不過期：物理不過期，但邏輯過期（后臺異步執行緒去重繪），

7.什么是快取雪崩？如何避免

設定快取時采用了相同的過期時間，導致快取在某一時刻同時失效，請求全部轉發到 DB， DB 瞬時壓力過重雪崩，與快取擊穿的區別：雪崩是很多 key，擊穿是某一個key 快取，
解決方案：
將快取失效時間分散開，比如可以在原有的失效時間基礎上增加一個隨機值，比如 1-5 分鐘隨機，這樣每一個快取的過期時間的重復率就會降低，就很難引發集體失效的事件，

8.Redis為什么單執行緒還這么快？

redis是將所有資料全部放在記憶體中的，所以說使用單執行緒去操作效率就是最高的，多執行緒會產生CPU背景關系切換，將會是比較耗時的操作，對于記憶體系統來說，如果沒有背景關系切換效率就是最高的，

9、Redis記憶體淘汰機制（mySQL里有2000w資料，redis中只存20w的資料，如何保證redis中的資料都是熱點資料）

redis 記憶體資料集大小上升到一定大小的時候，就會施行資料淘汰策略（回收策略），redis 提供 6種資料淘汰策略：
volatile-lru：從已設定過期時間的資料集（server.db[i].expires）中挑選最近最少使用的資料淘汰
volatile-ttl：從已設定過期時間的資料集（server.db[i].expires）中挑選將要過期的資料淘汰
volatile-random：從已設定過期時間的資料集（server.db[i].expires）中任意選擇資料淘汰
allkeys-lru：從資料集（server.db[i].dict）中挑選最近最少使用的資料淘汰
allkeys-random：從資料集（server.db[i].dict）中任意選擇資料淘汰
no-enviction（驅逐）：當記憶體資料不足以容納新寫入的資料時，新寫入操作時就會報錯，

10.Redis主從復制

是指將一臺Redis服務器的資料，復制到其他的Redis服務器，前者稱為主節點（master/leader），后者稱為從結點（slave/follower）；資料的復制是單向的，只能由主節點到從結點，Master以寫為主，slave以讀為主，

11.Redis事務

Redis事務的本質是一組命令的集合，一個事務中所有命令都會被序列化，在事務執行程序中，會按照順序執行，
Redis單條命令保證原子性，但是Redis事務中不保證原子性，不并且redis事務沒有隔離級別的概念，
Redis事務命令：
開啟事務（multi）
執行事務（exec）
放棄事務（discard）

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