Redis 常见面试题

目录

redis 是什么？都有哪些使用场景？

redis 有哪些功能？

redis 和 memecache 有什么区别？

redis 为什么是单线程的？

什么是缓存穿透？怎么解决？

redis 支持的数据类型有哪些？

redis 支持的 java 客户端都有哪些？

jedis 和 redisson 有哪些区别？

Redisson、Jedis、Lettuce各有什么优缺点？

怎么保证缓存和数据库数据的一致性？

redis 持久化有几种方式？

redis 怎么实现分布式锁？

redis 分布式锁有什么缺陷？

redis 如何做内存优化？

redis 淘汰策略有哪些？

redis 常见的性能问题有哪些？该如何解决？

哨兵模式

哨兵模式下的故障迁移

集群模式

槽指派

集群模式下故障的迁移

集群模式和哨兵模式的区别

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redis 是什么？都有哪些使用场景？

        Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

Redis 使用场景：

• 数据高并发的读写

• 海量数据的读写

• 对扩展性要求高的数据

redis 有哪些功能？

• 数据缓存功能

• 分布式锁的功能

• 支持数据持久化

• 支持事务

• 支持消息队列

redis 和 memecache 有什么区别？

• 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

• redis的速度比memcached快很多

• redis可以持久化其数据

redis 为什么是单线程的？

        因为 cpu 不是 Redis 的瓶颈，Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且 cpu 又不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。

        关于 Redis 的性能，官方网站也有，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。

        而且单线程并不代表就慢 nginx 和 nodejs 也都是高性能单线程的代表。

什么是缓存穿透？怎么解决？

        缓存穿透：指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时需要从数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。

       解决方案：最简单粗暴的方法如果一个查询返回的数据为空（不管是数据不存在，还是系统故障），我们就把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。

redis 支持的数据类型有哪些？

       string、list、hash、set、zset。

redis 支持的 java 客户端都有哪些？

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

jedis 和 redisson 有哪些区别？

       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。

Redisson、Jedis、Lettuce各有什么优缺点？

• Redisson
  • 优点：
    • 实现了分布式特性和可扩展的 Java 数据结构，适合分布式开发
    • API 线程安全
    • 基于 Netty 框架的事件驱动的通信，可异步调用
  • 缺点：
    • API 更抽象，学习使用成本高
• Jedis
  • 优点：
    • 提供了比较全面的 Redis 操作特性的 API
    • API 基本与 Redis 的指令一一对应，使用简单易理解
  • 缺点：
    • 同步阻塞 IO
    • 不支持异步
    • 线程不安全
• Lettuce
  • 优点：
    • 线程安全
    • 基于 Netty 框架的事件驱动的通信，可异步调用
    • 适用于分布式缓存
  • 缺点：
    • API 更抽象，学习使用成本高

怎么保证缓存和数据库数据的一致性？

• 合理设置缓存的过期时间

• 新增、更改、删除数据库操作时同步更新 Redis，可以使用事物机制来保证数据的一致性

redis 持久化有几种方式？

        Redis 的持久化有两种方式，或者说有两种策略：

• RDB（Redis Database）：指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储。

• AOF（Append Only File）：每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。

redis 怎么实现分布式锁？

        Redis 分布式锁其实就是在系统里面占一个“坑”，其他程序也要占“坑”的时候，占用成功了就可以继续执行，失败了就只能放弃或稍后重试。

        占坑一般使用 setnx(set if not exists)指令，只允许被一个程序占有，使用完调用 del 释放锁。

redis 分布式锁有什么缺陷？

        Redis 分布式锁不能解决超时的问题，分布式锁有一个超时时间，程序的执行如果超出了锁的超时时间就会出现问题。

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。

redis 淘汰策略有哪些？

• 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。

redis 常见的性能问题有哪些？该如何解决？

• 主服务器写内存快照，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，所以主服务器最好不要写内存快照。

• Redis 主从复制的性能问题，为了主从复制的速度和连接的稳定性，主从库最好在同一个局域网内。

哨兵模式

        哨兵模式是redis高可用的实现方式之一。使用一个或者多个哨兵(Sentinel)实例组成的系统，对redis节点进行监控，在主节点出现故障的情况下，能将从节点中的一个升级为主节点，进行故障转义，保证系统的可用性。

哨兵模式下的故障迁移

• 主观下线      哨兵(Sentinel)节点会每秒一次的频率向建立了命令连接的实例发送PING命令，如果在down-after-milliseconds毫秒内没有做出有效响应包括(PONG/LOADING/MASTERDOWN)以外的响应，哨兵就会将该实例在本结构体中的状态标记为SRI_S_DOWN主观下线。
• 客观下线     当一个哨兵节点发现主节点处于主观下线状态是，会向其他的哨兵节点发出询问，该节点是不是已经主观下线了。如果超过配置参数quorum个节点认为是主观下线时，该哨兵节点就会将自己维护的结构体中该主节点标记为SRI_O_DOWN客观下线。
• 优点：高可用，在主节点故障时能实现故障的转移
• 缺点：好像没办法做到水平拓展，如果内容很大的情况下

集群模式

       官方提供的分布式方案(槽指派/重新分片/故障转移)。集群内的节点，都会有个数据结构存储整个集群内的节点信息。

槽指派

       redis集群可以被分为16384个槽，只有这些槽全被指派了处理的节点的情况下，集群的状态才能是上线状态(ok)。

       操作redis集群的时候，将key作为参数，就可以计算出对应的处理槽上，所以存储等操作都应该在该槽对应的节点上。通过这种方式，可以完美的实现集群存储的水平拓展。

集群模式下故障的迁移

1. 新当选的从节点执行 SLAVEOF no one,修改成主节点
2. 新的主节点会撤销所有已下线的老的主节点的槽指派，指派给自己
3. 新的主节点向集群发送命令，通知其他节点自己已经变成主节点了，负责哪些槽指派
4. 新的主节点开始处理自己负责的槽的命令

集群模式和哨兵模式的区别

• 哨兵模式监控权交给了哨兵系统，集群模式中是工作节点自己做监控
• 哨兵模式发起选举是选举一个leader哨兵节点来处理故障转移，集群模式是在从节点中选举一个新的主节点，来处理故障的转移
• 即使使用哨兵，redis每个实例也是全量存储，每个redis存储的内容都是完整的数据，浪费内存且有木桶效应。
• 为了最大化利用内存，可以采用集群，就是分布式存储。即每台redis存储不同的内容，共有16384个slot。