Redis常見面試題彙總1

1.什麼是Redis

Redis是一種使用C語言編寫的高性能鍵值對key-value形式存儲的非關系型資料庫，Redis支援五種資料類型：字元串、清單、集合、散清單、有序集合，Redis中的鍵類型隻能是字元串類型。
    Redis的資料存儲在緩存中，是以讀寫速度快，每秒可以處理10萬次讀寫操作，Redis經常用來做分布式鎖，除此之外Redis支援事務、持久化、LUA腳本、LRU驅動事件、多種叢集方案。
           

2.Redis的優缺點

優點：
        1.讀寫性能優異， Redis能讀的速度是110000次/s，寫的速度是81000次/s。
        2.支援資料持久化，支援AOF和RDB兩種持久化方式。
        3.支援事務
        4.資料結構豐富：支援Stirng類型的value還支援hash,set,zset,list等資料結構
        5.支援主從複制，主機會自動将資料同步到從機，可以進行讀寫分離
    缺點：
        1.資料庫容量受到實體記憶體的限制，不能用作海量資料的高性能讀寫。
        2.主機從機的當機都會導緻部分讀寫請求失敗
        3.主機當機，當機前部分資料沒有及時同步到從機，切換IP後還會引入資料不易的問題。
        4.Redis較難支援線上拓容。
           

3.Redis為什麼用緩存

主要從"高性能"和"高并發"這兩點來看待這個問題。
    高性能：使用者第一次通路資料庫中的某些資料，過程會比較慢，因為是從硬碟上讀取的，将該使用者通路的資料存在緩存中，這樣下一次通路這些資料的時候就可以直接從緩存中擷取，如果資料庫中的對應資料改變，同步改變緩存中相應的資料即可。
    高并發： 直接操作緩存能夠承受的請求是遠遠大于直接通路資料庫的，是以我們可以考慮把資料庫中的部分資料轉移到緩存中去，這樣使用者的一部分請求會直接到緩存這裡而不用經過資料庫。
           

4.Redis過期鍵的删除政策

Redis的過期政策就是指當Redis中緩存的key過期了，Redis如何處理有三種處理方式
定時删除：每個key都有一個定時器，到過期時間就立即清除
惰性删除：通路一個key時，才會判斷key是否過期，過期則清理
定期删除：每隔一段時間掃描資料庫的key，并清除其中已過期的key
           

5.如何保證redis中都是熱點資料（記憶體淘汰機制和淘汰政策）

Redis的記憶體淘汰政策是指在Redis緩存内容不足時，需要清理騰出額外的資料空間，在Redis5.0有4類淘汰機制和8種淘汰政策，淘汰政策通過maxmemroy-policy配置。
淘汰機制：
LRU：從資料庫中删除最近最少的通路資料
LFU：淘汰一段時間内使用次數做少的資料
TTL：淘汰設定了過期時間的資料
随機淘汰：随便淘汰

淘汰政策：
no-eviction: 不删除政策。當達到最大記憶體限制時, 如果需要使用更多記憶體,則直接傳回錯誤資訊。（redis預設淘汰政策）
allkeys-lru: 在所有key中優先删除最近最少使用(less recently used ,LRU) 的 key。（最常使用）
allkeys-random: 在所有key中随機删除一部分 key。
allkeys-lfu：與volatile-lfu差不多，資料集從設定過期時間資料變成全體資料。
volatile-lru: 在設定了逾時時間（expire ）的key中優先删除最近最少使用(less recently used ,LRU) 的 key。
volatile-random: 在設定了逾時時間（expire）的key中随機删除一部分 key。
volatile-ttl: 在設定了逾時時間（expire ）的key中優先删除剩餘時間(time to live,TTL) 短的key。
volatile-lfu：找到已經設定過期時間的資料集，将一段時間内，使用次數最少的資料幹掉。
           

6.Redis為什麼快

1.完全基于記憶體，絕大部分請求是純粹的記憶體操作，非常快速。
    2.資料結構簡單，資料操作也簡單，Redis中的資料結構是專門設計的。
    3.采用單線程，避免了不必要的上下文切換和競争條件， 也不存在多程序或者多線程導緻的切換而消耗 CPU，不用去考慮各種鎖的問題，不存在加鎖釋放鎖操作，沒有因為可能出現死鎖而導緻的性能消耗
    4.使用I/O複用模型，非阻塞IO
    5. 使用底層模型不同，它們之間底層實作方式以及與用戶端之間通信的應用協定不一樣，Redis 直接自己建構了 VM 機制 ，因為一般的系統調用系統函數的話，會浪費一定的時間去移動和請求
           

7.緩存雪崩

緩存雪崩是指緩存同一時間大面積的失效，是以，後面的請求都會落到資料庫上，造成資料庫短時間内承受大量請求而崩掉。
解決方案：
緩存資料的過期時間設定随機，防止同一時間大量資料過期現象發生。
一般并發量不是特别多的時候，使用最多的解決方案是加鎖排隊。
給每一個緩存資料增加相應的緩存标記，記錄緩存的是否失效，如果緩存标記失效，則更新資料緩存。
           

8.緩存穿透

緩存穿透是指緩存和資料庫中都沒有的資料，導緻所有的請求都落到資料庫上，造成資料庫短時間内承受大量請求而崩掉。
解決方案
接口層增加校驗，如使用者鑒權校驗，id做基礎校驗，id<=0的直接攔截；
從緩存取不到的資料，在資料庫中也沒有取到，這時也可以将key-value對寫為key-null，緩存有效時間可以設定短點，如30秒（設定太長會導緻正常情況也沒法使用）。這樣可以防止攻擊使用者反複用同一個id暴力攻擊
采用布隆過濾器，将所有可能存在的資料哈希到一個足夠大的 bitmap 中，一個一定不存在的資料會被這個 bitmap 攔截掉，進而避免了對底層存儲系統的查詢壓力
           

9.緩存擊穿

緩存擊穿是指緩存中沒有但資料庫中有的資料（一般是緩存時間到期），這時由于并發使用者特别多，同時讀緩存沒讀到資料，又同時去資料庫去取資料，引起資料庫壓力瞬間增大，造成過大壓力。和緩存雪崩不同的是，緩存擊穿指并發查同一條資料，緩存雪崩是不同資料都過期了，很多資料都查不到進而查資料庫。
解決方案：
    1.設定熱點資料永遠不過期
    2.加互斥鎖
           

10.緩存預熱

緩存預熱就是系統上線後，将相關的緩存資料直接加載到緩存系統。這樣就可以避免在使用者請求的時候，先查詢資料庫，然後再将資料緩存的問題！使用者直接查詢事先被預熱的緩存資料！
           

11.Redis中的資料類型

Stirng類型
            set key value ：存入鍵值對
            get key：根據鍵擷取值
            incr key：把值遞增1
            decr key：把值遞減1
            del key：根據鍵删除鍵值對
            setex key timeout value：存入鍵值對，timeout表示失效時間s為機關
            ttl key：查詢目前key多長時間過期


hash類型
            hset key hashkey hashvalue：存入一個hash對象
            hget key hashkey：根據hash對象鍵取出值
            hexists key hashkey：判斷hash對象是否含某個鍵
            hdel key hashkey：根據hashkey删除hash對象鍵值對

list類型
            rpush key value：從清單右邊添加資料
            lpush key value：從清單左邊添加資料
            lpop key：彈出清單最左邊的資料
            rpop key：彈出清單最右邊的資料
            lrange key start end：範圍顯示清單中的資料，全顯設定0 , -1
            llen key：擷取清單長度

set類型
            sadd key value：在set集合中添加元素
            smembers key：列出set集合中的元素
            srem key value：删除set集合中的元素
            spop key count：随機彈出集合中的元素，count設定彈出集合的元素個數

zset類型
                zadd key num name：存入分數和名稱
                zrange key start end：按照分數升序輸出名稱
                zrevrange key start end：按照分數降序輸出名稱
                zincrby key num name：偏移名稱對應的分數
                zrank key name：升序傳回排名
                zrevrank key name：降序傳回排名
                zcard key：傳回元素個數

進階操作
            keys *：傳回所有的鍵
            exists key：判斷是否存在指定的key
            flushdb：清空目前資料庫中的所有鍵值對
           

12.Redis持久化機制

持久化就是把記憶體的資料寫到磁盤中，防止服務當機了記憶體資料丢失
    redis持久化機制分為兩種：
        1.RDB（快照）：預設方式将記憶體中以快照的方式寫到二進制檔案中預設是dump.rdb， 通過redis.windows-service.conf配置檔案中Snapshotting的save參數來定義快照的周期。
        2.AOF：将Redis執行的每次指令記錄到單獨的日志檔案中，當重新開機Redis會重新将持久化的日志中檔案恢複資料。