Redis面试题

1、什么是 Redis?.

Redis是完全开源免费,遵守BSD协议,是一个高性能的key-value数据库。

Redis与其他key-value缓存数据库的特点:
    1:Redis支持数据持久化,重启可恢复数据
    2:Redis支持多种数据类型的存储
    3:Redis支持数据的备份,即master-slave主从复制

Redis的优势:
    1:性能极高 – Redis 能读的速度是 110000 次/s,写的速度是 81000/s 。
    2:支持多种数据类型
    3:支持事务
    4:丰富的特性-消息发布订阅、过期时间等
    5:操作是原子性的

2、Redis 的数据类型?

常用的五中数据类型:String  List Hash  Set  Zset
其他:Geospatial(地理位置) Hyperloglog Bitmap等

3、使用 Redis 有哪些好处?

1:速度快-基于内存
2:支持多种数据类型-string、list、hash、set、zset
3:支持事务
4:丰富特性-消息的订阅发布、过期时间等

4、Redis 相比 Memcache 有哪些优势?

1:Memcache的键值均为简单字符串,Redis拥有更丰富的数据类型
2:Redis速度较快
3:Redis支持持久化数据

5、Memcache 与 Redis 的区别都有哪些?

1:Memcache所有数据都存储在内存中,断电后丢失数据且存储大小不能超过内存大小,而Redis会有部分数据存储在硬盘中,能保证数据的持久性

2:Memcache支持的数据相对简单,Redis支持较复杂的数据类型

3:使用的底层模型不同,客户端之间的通信应用协议不一样。Redis自己构建了一套VM机制,保证的通信的和系统调用的高速。

6、Redis 是单进程单线程的?

Redis是单进程单线程的,利用队列原理将并行访问变为串行访问,解决了传统数据库控制串行访问的开销。

7、一个字符串类型的值能存储最大容量是多少?

答:512M

8、Redis 的持久化机制是什么?各自的优缺点?

Redis提供两种持久化机制RDB和AOF

一、RDB(Redis DataBase)方式:
    利用数据集快照的方式记录Redis中所有的键值对,在某个时间点写入一个临时文件,在持久化结束后,用临时文件替换上一次持久化的文件。

优点:
    1:只有一个dump.rdb文件,方便
    2:容灾性好,可将持久化文件保存在安全磁盘
    3:当数据量过大时,启动时恢复数据比AOF方式速度快
    4:性能最大化,fork子进程进行持久化IO操作,主进程继续执行命令

缺点:
    1:安全性较低,数据持久化中间会间隔一段时间,容易造成数据丢失。适用于严谨性不高的数据持久化。


二、AOF(Append-Only File)方式:
    以记录命令行的方式持久化数据。

优点:
    1:数据安全。可以对appendfsycn进行设置,是的每次操作都保存到aof文件
    2:通过append模式写文件,即使中途宕机,文件受损,可以使用redis-check-aof解决
    3:AOF的rewrite机制。当aof文件没有被重写时,可以将某些命令进行删除

缺点:
    1:AOF比RDB文件大,恢复速度慢
    2:数据集较大时,启动比RDB方式效率低

9、Redis 常见性能问题和解决方案:

1:Master 最好不要写内存快照,如果 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

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

4:尽量避免在压力很大的主库上增加从节点

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。

10、redis 过期键的删除策略?

1:定时删除:给键设置过期时间,到达过期时间时,进行删除

2:惰性删除:每次获取键时,检查是否过期,如果过期就删除,未过期就返回该键

3:定期删除:定期对数据库进行检查,删除其中的过期键。

11、Redis 的回收策略(淘汰策略)?

1volatile-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

2volatile-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

3volatile-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

4:allkeys-lru:从数据集(server.db[i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰

5:allkeys-random:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰

6:no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据
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

12、为什么 Redis 需要把所有数据放到内存中?

为了读取数据速度更快。

13、Redis 的同步机制了解么?

Redis使用主从复制。在第一次同步时,主节点先进行一次bgSave,将后续对数据操作保存到内存buffer,待rdb完成后将rdb文件全量同步到从节点,从节
点将rdb镜像加载到内存后,通知主节点将期间的操作记录同步到从节点进行重放,就完成了同步操作。

14、Pipeline 有什么好处,为什么要用 pipeline?

可以将多次IO的时间缩短为一次。前提是pipeline执行指令之间没有因果关系。

*15、是否使用过 Redis 集群,集群的原理是什么?

1)Redis Sentinal 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。

(2)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。

*16、Redis 集群方案什么情况下会导致整个集群不可用?

答:有 A,B,C 三个节点的集群,在没有复制模型的情况下,如果节点 B 失败了,那么整个集群就会以为缺少 5501-11000 这个范围的槽而不可用。

17、Redis 支持的 Java 客户端都有哪些?官方推荐用哪个?

答:Redisson、Jedis、lettuce 等等,官方推荐使用 Redisson。

18、Jedis 与 Redisson 对比有什么优缺点?

答:Jedis 是 Redis 的 Java 实现的客户端,其 API 提供了比较全面的 Redis 命令的支持;Redisson 实现了分布式和可扩展的 Java 数据结构,和 Jedis 相
比,功能较为简单,不支持字符串操作,不支持排序、事务、管道、分区等 Redis 特性。

Redisson 的宗旨是促进使用者对 Redis 的关注分离,从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。

19、Redis 如何设置密码及验证密码?

设置密码:config set requirepass 123456

授权密码:auth 123456

*20、说说 Redis 哈希槽的概念?

答:Redis 集群没有使用一致性 hash,而是引入了哈希槽的概念,Redis 集群有16384 个哈希槽,每个 key 通过 CRC16 校验后对 16384 取模来决定放置
哪个槽,集群的每个节点负责一部分 hash 槽。

21、Redis 集群的主从复制模型是怎样的?

答:为了使在部分节点失败或者大部分节点无法通信的情况下集群仍然可用,所以集群使用了主从复制模型,每个节点都会有 N-1 个复制品.

22、Redis 集群会有写操作丢失吗?为什么?

答 :Redis 并不能保证数据的强一致性,这意味这在实际中集群在特定的条件下可能会丢失写操作。

23、Redis 集群之间是如何复制的?

答:异步复制

24、Redis 集群最大节点个数是多少?

答:16384 个。

25、Redis 集群如何选择数据库?

答:Redis 集群目前无法做数据库选择,默认在 0 数据库。

26、怎么测试 Redis 的连通性?

答:使用 ping 命令。

27、怎么理解 Redis 事务?

1)事务是一个隔离操作,事务中的所有操作都会被序列化执行,事务在执行过程中,不会被客户端发来的其他命令打扰
(2)事务是一个原子操作,事务中的操作要么同时成功,要么同时失败

28、Redis 事务相关的命令有哪几个?

multi
exec
discard
watch(乐观锁)

29、Redis key 的过期时间和永久有效分别怎么设置?

1)有效时间:expire key seconds
(2)永久有效:persist key seconds

*30、Redis 如何做内存优化?

尽可能使用散列表(hashes),散列表(是说散列表里面存储的数少)使用的内存非常小,所以你应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。比如
你的 web 系统中有一个用户对象,不要为这个用户的名称,姓氏,邮箱,密码设置单独的 key,而是应该把这个用户的所有信息存储到一张散列表里面。

31、Redis 回收进程如何工作的?

一个客户端运行了新的命令,添加了新的数据。Redi 检查内存使用情况,如果大于 maxmemory 的限制, 则根据设定好的策略进行回收。一个新的命令被执
行,等等。所以我们不断地穿越内存限制的边界,通过不断达到边界然后不断地回收回到边界以下。如果一个命令的结果导致大量内存被使用(例如很大的集合
的交集保存到一个新的键),不用多久内存限制就会被这个内存使用量超越。

32、都有哪些办法可以降低 Redis 的内存使用情况呢?

如果你使用的是 32 位的 Redis 实例,可以好好利用 Hash,list,sorted set,set等集合类型数据,因为通常情况下很多小的 Key-Value 可以用更紧凑
的方式存放到一起。

33、Redis 的内存用完了会发生什么?

如果达到设置的上限,Redis 的写命令会返回错误信息(但是读命令还可以正常返回。)或者你可以将 Redis 当缓存来使用配置淘汰机制,当 Redis 达到内存上限时会冲刷掉旧的内容。

34、一个 Redis 实例最多能存放多少的 keys?List、Set、Sorted Set他们最多能存放多少元素?

理论上 Redis 可以处理多达 2的32次方 keys,并且在实际中进行了测试,每个实例至少存放了 2 亿 5 千万的 keys。我们正在测试一些较大的值。任何 
list、set、和 sorted set 都可以放 2的32次方 个元素。换句话说,Redis 的存储极限是系统中的可用内存值。

35、MySQL 里有 2000w 数据,redis 中只存 20w 的数据,如何保证redis 中的数据都是热点数据?

Redis中的数据达到一定数量时,会执行数据淘汰策略,在不断的淘汰情况下剩下的就是热点数据。

36、Redis 最适合的场景?

1、会话缓存(Session Cache)

最常用的一种使用 Redis 的情景是会话缓存(session cache)。用 Redis 缓存会话比其他存储(如 Memcached)的优势在于:Redis 提供持久化。
当维护一个不是严格要求一致性的缓存时,如果用户的购物车信息全部丢失,大部分人都会不高兴的,现在,他们还会这样吗? 幸运的是,随着 
Redis 这些年的改进,很容易找到怎么恰当的使用 Redis 来缓存会话的文档。甚至广为人知的商业平台Magento 也提供 Redis 的插件。

2、全页缓存(FPC)

除基本的会话 token 之外,Redis 还提供很简便的 FPC 平台。回到一致性问题,即使重启了 Redis 实例,因为有磁盘的持久化,用户也不会看到页面
加载速度的下降,这是一个极大改进,类似 PHP 本地 FPC。 再次以 Magento 为例,Magento提供一个插件来使用 Redis 作为全页缓存后端。 
此外,对 WordPress 的用户来说,Pantheon 有一个非常好的插件 wp-redis,这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。

3、队列

Reids 在内存存储引擎领域的一大优点是提供 list 和 set 操作,这使得 Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。Redis 作为队列使用的操
作,就类似于本地程序语言(如 Python)对 list 的 push/pop 操作。 如果你快速的在 Google中搜索“Redis queues”,你马上就能找到大量的开源
项目,这些项目的目的就是利用 Redis 创建非常好的后端工具,以满足各种队列需求。例如,Celery 有一个后台就是使用 Redis 作为 broker,你可以从这里去查看。

4,排行榜/计数器

Redis 在内存中对数字进行递增或递减的操作实现的非常好。集合(Set)和有序集合(Sorted Set)也使得我们在执行这些操作的时候变的非常简
单,Redis 只是正好提供了这两种数据结构。所以,我们要从排序集合中获取到排名最靠前的 10个用户–我们称之为“user_scores”,我们只需要像下
面一样执行即可: 当然,这是假定你是根据你用户的分数做递增的排序。如果你想返回用户及用户的分数,你需要这样执行: ZRANGE user_scores 
0 10 WITHSCORES Agora Games 就是一个很好的例子,用 Ruby 实现的,它的排行榜就是使用 Redis 来存储数据的,你可以在这里看到。

5、发布/订阅

最后(但肯定不是最不重要的)是 Redis 的发布/订阅功能。发布/订阅的使用场景确实非常多。我已看见人们在社交网络连接中使用,还可作为基于发
布/订阅的脚本触发器,甚至用 Redis 的发布/订阅功能来建立聊天系统!

37、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?

答: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 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。

38、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?

答: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。

*39、使用过 Redis 做异步队列么,你是怎么用的?

答: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。

40、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!对方这时会显露笑容,心里开始默念:摁,这小子还不错。
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