Redis面试题总结（2）

阳光穿透心脏的1/2处 2022-05-30 00:37 224阅读 0赞

1. 使用[Redis][]有哪些好处？

(1) 速度快，因为数据存在内存中，类似于HashMap，HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)

(2) 支持丰富数据类型，支持string，list，set，sorted set，hash

(3) 支持事务，操作都是原子性，所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行，要么全部不执行

(4) 丰富的特性：可用于缓存，消息，按key设置过期时间，过期后将会自动删除

2. redis相比memcached有哪些优势？

(1) memcached所有的值均是简单的字符串，redis作为其替代者，支持更为丰富的数据类型

(2) redis的速度比memcached快很多

(3) redis可以持久化其数据

(4)Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

(5)、使用底层模型不同  
  
它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通信的应用协议不一样。  
  
Redis直接自己构建了VM 机制 ，因为一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求。  
  
(6）value大小：redis最大可以达到1GB，而memcache只有1MB

3. redis常见性能问题和解决方案：

(1) Master最好不要做任何持久化工作，如RDB内存快照和AOF日志文件

(Master写内存快照，save命令调度rdbSave函数，会阻塞主线程的工作，当快照比较大时对性能影响是非常大的，会间断性暂停服务，所以Master最好不要写内存快照;AOF文件过大会影响Master重启的恢复速度)

(2) 如果数据比较重要，某个Slave开启AOF备份数据，策略设置为每秒同步一次

(3) 为了主从复制的速度和连接的稳定性，Master和Slave最好在同一个局域网内

(4) 尽量避免在压力很大的主库上增加从库

(5) 主从复制不要用图状结构，用单向链表结构更为稳定，即：Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3…

这样的结构方便解决单点故障问题，实现Slave对Master的替换。如果Master挂了，可以立刻启用Slave1做Master，其他不变。

redis的一些其他特点：

## （1）Redis是单进程单线程的    ##

redis利用队列技术将并发访问变为串行访问，消除了传统数据库串行控制的开销

### （2）读写分离模型 ###

通过增加Slave DB的数量，读的性能可以线性增长。为了避免Master DB的单点故障，集群一般都会采用两台Master DB做双机热备，所以整个集群的读和写的可用性都非常高。  
读写分离[架构][Link 1]的缺陷在于，不管是Master还是Slave，每个节点都必须保存完整的数据，如果在数据量很大的情况下，集群的扩展能力还是受限于单个节点的存储能力，而且对于Write-intensive类型的应用，读写分离架构并不适合。

### （3）数据分片模型 ###

为了解决读写分离模型的缺陷，可以将数据分片模型应用进来。

可以将每个节点看成都是独立的master，然后通过业务实现数据分片。

结合上面两种模型，可以将每个master设计成由一个master和多个slave组成的模型。

**（4）Redis的回收策略**

*  volatile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db\[i\].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰
 *  volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db\[i\].expires）中挑选将要过期的数据淘汰
 *  volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db\[i\].expires）中任意选择数据淘汰
 *  allkeys-lru：从数据集（server.db\[i\].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰
 *  allkeys-random：从数据集（server.db\[i\].dict）中任意选择数据淘汰
 *  no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据
 *  注意这里的6种机制，volatile和allkeys规定了是对已设置过期时间的数据集淘汰数据还是从全部数据集淘汰数据，后面的lru、ttl以及random是三种不同的淘汰策略，再加上一种no-enviction永不回收的策略。
    
    　　**使用策略规则：**
    
    　　1、如果数据呈现幂律分布，也就是一部分数据访问频率高，一部分数据访问频率低，则使用allkeys-lru
    
    　　2、如果数据呈现平等分布，也就是所有的数据访问频率都相同，则使用allkeys-random

# 坑人无数的redis面试题 #

[原文地址][Link 2]  
[更多redis文章][redis]  
[Redis中文文档-推荐][Redis_-]  
文章中确实有几个点很不错， 所以转载保存一下。

*    
    
 *  Redis有哪些数据结构？  
    　字符串String、字典Hash、列表List、集合Set、有序集合SortedSet。  
    如果你是Redis中高级用户，还需要加上下面几种数据结构HyperLogLog、Geo、Pub/Sub。  
    　如果你说还玩过Redis Module，像BloomFilter，RedisSearch，Redis-ML，面试官得眼睛就开始发亮了。
 *  使用过Redis分布式锁么，它是什么回事？  
    　先拿setnx来争抢锁，抢到之后，再用expire给锁加一个过期时间防止锁忘记了释放。  
    　这时候对方会告诉你说你回答得不错，然后接着问如果在setnx之后执行expire之前进程意外crash或者要重启维护了，那会怎么样？  
    　这时候你要给予惊讶的反馈：唉，是喔，这个锁就永远得不到释放了。紧接着你需要抓一抓自己得脑袋，故作思考片刻，好像接下来的结果是你主动思考出来的，然后回答：**[我记得set指令有非常复杂的参数，这个应该是可以同时把setnx和expire合成一条指令来用的！][set_setnx_expire]**对方这时会显露笑容，心里开始默念：摁，这小子还不错。  
    参考链接:[http://redisdoc.com/string/set.html][set_setnx_expire]  
    
 *  假如Redis里面有1亿个key，其中有10w个key是以某个固定的已知的前缀开头的，如果将它们全部找出来？  
    　使用keys指令可以扫出指定模式的key列表。  
    　对方接着追问：如果这个redis正在给线上的业务提供服务，那使用keys指令会有什么问题？  
    　这个时候你要回答redis关键的一个特性：**redis的单线程的。keys指令会导致线程阻塞一段时间，线上服务会停顿，直到指令执行完毕，服务才能恢复**。这个时候可以使用**[scan指令][scan]**，scan指令可以无阻塞的提取出指定模式的key列表，但是会有一定的重复概率，在客户端做一次去重就可以了，但是整体所花费的时间会比直接用keys指令长。  
    参考链接:[http://redisdoc.com/key/scan.html][scan]  
    
 *  使用过Redis做异步队列么，你是怎么用的？  
    　一般使用list结构作为队列，rpush生产消息，lpop消费消息。当lpop没有消息的时候，要适当sleep一会再重试。  
    　如果对方追问可不可以不用sleep呢？list还有个指令叫blpop，在没有消息的时候，它会阻塞住直到消息到来。  
    　如果对方追问能不能生产一次消费多次呢？使用pub/sub主题订阅者模式，可以实现1:N的消息队列。  
    　如果对方追问pub/sub有什么缺点？**在消费者下线的情况下，生产的消息会丢失**，得使用专业的消息队列如rabbitmq等。  
    　如果对方追问redis如何实现延时队列？我估计现在你很想把面试官一棒打死如果你手上有一根棒球棍的话，怎么问的这么详细。但是你很克制，然后神态自若的回答道：**使用sortedset，拿时间戳作为score，消息内容作为key调用zadd来生产消息，消费者用zrangebyscore指令获取N秒之前的数据轮询进行处理**。  
    　到这里，面试官暗地里已经对你竖起了大拇指。但是他不知道的是此刻你却竖起了中指，在椅子背后。
 *  如果有大量的key需要设置同一时间过期，一般需要注意什么？  
    　如果大量的key过期时间设置的过于集中，到过期的那个时间点，redis可能会出现短暂的卡顿现象。一般需要在时间上加一个随机值，使得过期时间分散一些。
 *  Redis如何做持久化的？  
    　bgsave做镜像全量持久化，aof做增量持久化。因为bgsave会耗费较长时间，不够实时，在停机的时候会导致大量丢失数据，所以需要aof来配合使用。在redis实例重启时，会使用bgsave持久化文件重新构建内存，再使用aof重放近期的操作指令来实现完整恢复重启之前的状态。  
    　对方追问那如果突然机器掉电会怎样？取决于aof日志sync属性的配置，如果不要求性能，在每条写指令时都**sync一下磁盘(刷盘策略)**，就不会丢失数据。但是在高性能的要求下每次都sync是不现实的，一般都使用定时sync，比如1s1次，这个时候最多就会丢失1s的数据。  
    　对方追问bgsave的原理是什么？你给出两个词汇就可以了，**fork和cow**。fork是指redis通过创建子进程来进行bgsave操作，cow指的是copy on write，子进程创建后，父子进程共享数据段，父进程继续提供读写服务，写脏的页面数据会逐渐和子进程分离开来。
 *  Pipeline有什么好处，为什么要用pipeline？  
    　可以将多次IO往返的时间缩减为一次，前提是pipeline执行的指令之间没有因果相关性。使用redis-benchmark进行压测的时候可以发现影响redis的QPS峰值的一个重要因素是pipeline批次指令的数目。
 *  Redis的同步机制了解么？  
    　Redis可以使用主从同步，从从同步。第一次同步时，主节点做一次bgsave，并同时将后续修改操作记录到内存buffer，待完成后将rdb文件全量同步到复制节点，复制节点接受完成后将rdb镜像加载到内存。加载完成后，再通知主节点将期间修改的操作记录同步到复制节点进行重放就完成了同步过程。
 *  是否使用过Redis集群，集群的原理是什么？  
    　Redis Sentinal(**哨兵模式**)着眼于高可用，在master宕机时会自动将slave提升为master，继续提供服务。  
    　Redis Cluster着眼于扩展性，在单个redis内存不足时，使用Cluster进行分片存储。

[Redis]: http://lib.csdn.net/base/redis
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/architecture
[Link 2]: https://www.toutiao.com/a6505194629170725389/?tt_from=weixin&utm_campaign=client_share&timestamp=1514891778&app=news_article&utm_source=weixin&iid=19908127342&utm_medium=toutiao_android&wxshare_count=1
[redis]: https://www.jianshu.com/nb/19432236
[Redis_-]: http://redisdoc.com/
[set_setnx_expire]: http://redisdoc.com/string/set.html
[scan]: http://redisdoc.com/key/scan.html