Redis面试准备

川长思鸟来 2024-03-31 17:51 100阅读 0赞

### 1. redis网站 ###

[Redis][]

[Redis文档中心 -- Redis中国用户组（CRUG）][Redis_ -- Redis_CRUG]

数据库排名网站：[DB-Engines - Knowledge Base of Relational and NoSQL Database Management Systems][]

###  ###

### 2. 基础知识 ###

磁盘中的寻址速度是毫秒级，内存中寻址速度是纳秒级，在寻址上，磁盘比内存慢了10w倍

磁盘中，每个扇区是512字节

无论你读多少，操作系统都是最少从磁盘中拿4k

文件变大，磁盘io会成为瓶颈

数据库中有data page，大小是4k，和磁盘的读取大小一致

带宽：数据传输能力的大小

因为磁盘存储检索速度会变慢，内存存储价格比较昂贵，所以出现了缓存的概念，把少量数据存储在缓存中

### 3. 安装 ###

#### 1）下载 ####

先去官网找到要下载的版本，例如：[https://download.redis.io/releases/redis-6.2.7.tar.gz][https_download.redis.io_releases_redis-6.2.7.tar.gz]

然后通过wget下载（也可以直接下载）

![8c56037636d24552b8f49c7219c04b00.png][]

解压redis安装包

tar -xf redis-6.2.7.tar.gz

进入解压后的文件夹，其中有个README.md文件，可以查看这个文件进行操作

#### 2）编译 ####

make

![07cc62866962478e8533bf7afa3c83b3.png][]

#### 3）启动 ####

执行src目录下的./redis-server命令，启动redis

./src/redis-server

![0368176c7231435d887a8a04348ad8be.png][]

安装redis到执行目录下

make install PREFIX=/root/redis/redis6

#### 4）配置文件 ####

在/tec/profile文件中，加redis\_home

vim /etc/profile
    
    export REDIS_HOME=/opt/redis/redis6
    export PATH=$PATH:$REDIS_HOME/bin

重新加载配置文件

source /etc/profile

这样，在任意位置都可以执行redis的命令了

#### 5）添加实例 ####

执行安装目录的utils目录下的install\_server命令

./utils/install_server.sh

会出现端口号、文件地址、日志地址让选择，直接回车表示默认

![2bfadf55c80f477ca6d0a2961b282324.png][]

查看redis的状态（redis\_6379 可以在/etc/init.d目录中查看）

service redis_6379 status

![b4adc4f1dfda485680e7fad7d1ef0ccd.png][]

如果执行发生如下报错，

![656de385952b4eb2bc37466506624468.png][]

注释掉 install\_server.sh中的相关代码

![c6a9476ddb45498e84ca436b4788b89b.png][]

也可以继续在utils目录下执行install\_server命令，启动更多的redis进程（实例）

![71a16242f23041f8bf59505f8a1a4915.png][]

#### 6）连接redis ####

到安装路径下的bin目录中，执行

./redis-cli

### 4. redis相关小知识 ###

redis是单进程、单线程、单实例的

epoll是Linux内核为处理大批量句柄而作了改进的poll

redis-cli:进入redis

redis-cli -h：查看帮助

redis默认有16个库

flushdb、flushall命令可以清库

help @String 查看string相关的命令

redis可以实现发布订阅功能：publish、subscribe

redis可以安装布隆过滤器的插件

### 5. IO ###

1.bio：同步阻塞io，read，write系统调用会阻塞，因此需要很多线程处理

2.nio：非阻塞io，同步非阻塞，但是需要循环多次进行系统调用read

3.同步非阻塞：select一次检测多个，循环read，但是需要在内核空间和用户空间来回拷贝

4.epoll：多路复用nio，依然是同步非阻塞io，因为虽然等待事件发生，但是依然需要自己调用read系统调用读取数据，先调用create创建一个注册器，ctl.add,del从注册器上新增或删除连接，wait等待连接产生事件，每次新链接绑定到注册器上，一次系统调用得到需要处理的socket，然后再循环处理有数据读写的socket连接

5.linux没有aio，windows的aio，read调用扔一个buffer到内核空间，内核读取数据到bugffer，完毕后通知用户线程进行操作

### 6. setNx和setXx ###

nx：不存在添加

xx：存在才能更新

### 7. 正反索引 ###

正向的是 0、1、2...

反向的是-1、-2、-3...

### 8. 二进制安全 ###

redis为了二进制安全，取的是字节流，

计算时，把字节流转换成数字

### 9. String ###

string：可以存字符串、数值、bitmap

bitmap的操作：setbit、bitcount、bitpos、bitop

### 10. List ###

list：链表，可以当做堆（同向操作）、队列（反向操作）、数组（lindex）、阻塞队列（BLPOP）

ltrim：删除队列两端的数据

### 11. Set ###

set可以做交并差集合操作

srandmember key count命令可以产生随机的列表（count是整数去重，负数不去重），可以用于抽奖

### 12. ZSet ###

zset：有序的，不可重复的；物理内存左小右大

可以进行交集、并集的集合操作（可以设置权重和聚合操作）

用skipList进行存储

### 13. 事务 ###

multi：开启事务

discard：取消事务

exec：执行事务

watch：监控事务，如果监控的值被修改，事务不执行

先发送exec命令的先执行

通过管道实现事务

**管道**：将多个命令一次发送给服务器，降低通信成本

### 14. 缓存淘汰策略 ###

redis可以设置内存大小，内存满了以后，执行淘汰策略

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LRU：最久使用

LFU： 最少使用

### 15. 过期时间 ###

过期时间**不会**随着使用延长；

如果重新写值，并且没有给定过期时间，过期时间为-1（没有过期时间）

redis的key也可以定时过期

### 16. redis淘汰过期key ###

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### 17. 管道 ###

Linux中，**|** 是管道的意思，

作为衔接，前一个命令的输出作为后一个命令的输入

管道会触发创建子进程

父进程可以让子进程看到数据（export）

子进程的修改不会破坏父进程

父进程的修改也不会破坏子进程

### 18. RDB ###

RDB，通过fork创建子进程并拷贝副本，来将数据写入磁盘，写入的是时点数据；父进程对数据进行修改，子进程看不到父进程的修改；

父子进程的数据是隔离的

save：手动rdb

bgsave：在后台通过fork进行rdb

也可以在配置文件中设置rdb的时间

![319e84d0c73c413fab5711baa6d1ebf6.png][]

弊端：不是实时记录数据变化，可能会导致数据丢失

优点：恢复速度较快

### 19. AOF ###

缺点：体量大，恢复慢

优点：数据相对完整

4.0以前，会对aof日志进行重写，抵消部分日志，合并部分日志

4.0以后，会将rdb文件写到aof前面，将增量的操作以指令的方式写在后面

### 20. AKF ###

X: 增加副本，可以节点单点故障，读写分离

Y: 按照功能业务划分成多个进程

Z: 按照优先级、逻辑再拆分

### 21. 集群 ###

强一致性可能会破坏可用性

主从：客户端可以访问主，也可以访问从

主备：客户端只访问主，当主挂了以后，备当主

集群一般使用奇数台，节省资源

replicaof：可以追随某个主节点，自己当从节点

redis通过哨兵和自动分区提供高可用

### 22. 哨兵，Sentinel ###

用于监控、提醒、自动故障转移

每个哨兵只知道主节点信息，通过发布订阅知道其他哨兵信息

### 23. 新增redis实例 ###

新增redis实例可以解决数据量大的问题

可以根据业务或者逻辑来区分数据存放哪个redis，但是如果数据已经不能通过业务逻辑来区分的话

可以用**hash+取模**来决定数据放在哪个redis实例上，但是如果要增加redis实例的话，这种方式需要把所有数据重新算一下，再次存放

可以用**一致性哈希算法**，根据redis实例和数据来构成哈希环来解决所有数据都需要重新算的问题，但是这种，新增redis实例，会导致部分数据查询不到

![19e5bdcb9467486aabab949e8633d0ef.png][]

也可以通过代理层来解决访问redis实例

可以参考github中的twemproxy

也可以通过预分区的概念来选择访问redis实例（每个节点分几个hash值）

redis的cluster模式就是选用这种预分区的模式来进行redis实例选择，客户端先访问一个redis实例，然后进行hash计算，并且redis实例中有维护其他redis实例hash对应实例表，这样就可以返回这个key对应的是哪台redis实例。然后客户端再去访问对应的客户端

redis的连接成本很高，可以用nginx来解决

数据分布在不同的redis实例上以后，聚合操作、事务很难实现。可以人为的设置相同的前缀，然后用前缀来进行hash计算, \{xx\}k1，来实现需要进行聚合、事务操作的数据放进同一个redis实例上

### 24. 击穿 ###

某个热点key过期，导致大量请求到了数据库

解决方案：

1. 设置热点key永不过期

2. 大量请求使用setnx分布式锁，只有获得锁的才能去请求数据库，并且将结果写入redis中，这样其他请求直接访问redis就好了

### 25. 穿透 ###

大量请求某个不存在的key

解决方案：

1. 将不存在的key写入redis中，值为null

2. 使用布隆过滤器，也可以使用布谷鸟（支持删除的布隆过滤器）

### 26. 雪崩 ###

大量热点key过期，导致大量请求到了数据库

解决方案：

1. 如果过期时间不是必须是相同的，可以设置随机的过期时间

2. 其他解决方案同击穿

### 27. 分布式锁 ###

可以用setnx做分布式锁，但是

1. 如果加锁部分执行有问题，一直不释放锁怎么办

2. 加过期时间，过期时间设置多久合适，设置太短会导致业务代码没有执行完，锁就释放了，设置太长可能会导致阻塞住了

3. 使用多线程来监控加锁代码什么时候执行完，这样会增加代码复杂度

### 28. redis常用的客户端 ###

Jedis:线程不安全

Lettuce：RedisClient ；线程安全的，可以同步

RedisTemplate：StringRedisTemplate可以解决key序列化问题

springboot整合redis时，需要对key和value进行序列化

[Redis]: https://redis.io/
[Redis_ -- Redis_CRUG]: http://redis.cn/documentation.html
[DB-Engines - Knowledge Base of Relational and NoSQL Database Management Systems]: https://db-engines.com/en/
[https_download.redis.io_releases_redis-6.2.7.tar.gz]: https://download.redis.io/releases/redis-6.2.7.tar.gz
[8c56037636d24552b8f49c7219c04b00.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/8c438c0e04ef4090a17bba2ffcbd8760.png
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