Redis面試題（46題）

一、什麼是Redis?簡述它的優缺點？

　　Redis 的全稱是：Remote Dictionary.Server，本質上是一個 Key-Value 類型的內存數據庫，很像memcached，整個數據庫通通加載在內存當中進行操做，按期經過異步操做把數據庫數據 flush 到硬盤上進行保存。

　　由於是純內存操做，Redis 的性能很是出色，每秒能夠處理超過 10 萬次讀寫操做，是已知性能最快的Key-Value DB。

　　Redis 的出色之處不只僅是性能，Redis 最大的魅力是支持保存多種數據結構，此外單個 value 的最大限制是 1GB，不像 memcached 只能保存 1MB 的數據，所以 Redis 能夠用來實現不少有用的功能。比方說用他的 List 來作 FIFO 雙向鏈表，實現一個輕量級的高性 能消息隊列服務，用他的 Set 能夠作高性能的 tag 系統等等。

　　另外 Redis 也能夠對存入的 Key-Value 設置 expire 時間，所以也能夠被看成一 個功能增強版的memcached 來用。

　　Redis 的主要缺點是數據庫容量受到物理內存的限制，不能用做海量數據的高性能讀寫，所以 Redis 適合的場景主要侷限在較小數據量的高性能操做和運算上。

二、Redis 與 memcached 相比有哪些優點？

　　memcached 全部的值均是簡單的字符串，redis 做爲其替代者，支持更爲豐富的數據類型。

　　redis 的速度比 memcached 快不少 redis 的速度比 memcached 快不少。

　　redis 能夠持久化其數據。

三、Redis 支持哪幾種數據類型？

　　String、List、Set、Sorted Set、hashes。

四、Redis 主要消耗什麼物理資源？

　　內存。

五、Redis 官方爲何不提供 Windows 版本？

　　由於目前 Linux 版本已經至關穩定，並且用戶量很大，無需開發 windows 版本，反而會帶來兼容性等問題。

六、Redis 有哪幾種數據淘汰策略？

• noeviction:返回錯誤當內存限制達到，而且客戶端嘗試執行會讓更多內存被使用的命令。
• allkeys-lru: 嘗試回收最少使用的鍵（LRU），使得新添加的數據有空間存放。
• volatile-lru: 嘗試回收最少使用的鍵（LRU），但僅限於在過時集合的鍵,使得新添加的數據有空間存放。
• allkeys-random: 回收隨機的鍵使得新添加的數據有空間存放。
• volatile-random: 回收隨機的鍵使得新添加的數據有空間存放，但僅限於在過時集合的鍵。
• volatile-ttl: 回收在過時集合的鍵，而且優先回收存活時間（TTL）較短的鍵,使得新添加的數據有空間存放。

七、一個字符串類型的值能存儲最大容量是多少？

　　512M。

八、爲何 Redis 須要把全部數據放到內存中？

　　Redis 爲了達到最快的讀寫速度將數據都讀到內存中，並經過異步的方式將數據寫入磁盤。因此 redis 具備快速和數據持久化的特徵，若是不將數據放在內存中，磁盤 I/O 速度會嚴重影響 redis 的性能。

　　在內存愈來愈便宜的今天，redis 將會愈來愈受歡迎， 若是設置了最大使用的內存，則數據已有記錄數達到內存限值後不能繼續插入新值。

九、Redis 集羣方案應該怎麼作？都有哪些方案？

　　codis：目前用的最多的集羣方案，基本和 twemproxy 一致的效果，但它支持在節點數量改變狀況下，舊節點數據可恢復到新 hash 節點。

　　redis cluster3.0 自帶的集羣，特色在於他的分佈式算法不是一致性 hash，而是 hash 槽的概念，以及自身支持節點設置從節點。具體看官方文檔介紹。

　　在業務代碼層實現，起幾個毫無關聯的 redis 實例，在代碼層，對 key 進行 hash 計算，而後去對應的redis 實例操做數據。這種方式對 hash 層代碼要求比較高，考慮部分包括，節點失效後的替代算法方案，數據震盪後的自動腳本恢復，實例的監控，等等。

十、Redis 集羣方案什麼狀況下會致使整個集羣不可用？

　　有 A，B，C 三個節點的集羣，在沒有複製模型的狀況下,若是節點 B 失敗了，那麼整個集羣就會覺得缺乏5501-11000 這個範圍的槽而不可用。

十一、MySQL 裏有 2000w 數據，redis 中只存 20w 的數據，如何保證 redis 中的數據都是熱點數據？

　　redis 內存數據集大小上升到必定大小的時候，就會施行數據淘汰策略。

十二、Redis 有哪些適合的場景？

　　（1）會話緩存(Session Cache)

　　最經常使用的使用Redis 的情景是會話緩存（sessioncache），用 Redis 緩存會話比其餘存儲（如Memcached）的優點在於：Redis 提供持久化。

　　隨着Redis這些年的改進，很容易找到怎麼恰當的使用 Redis 來緩存會話的文檔。商業平臺 Magento 也提供 Redis 的插件。

　　（2）全頁緩存(FPC)

　　除基本的會話 token 以外，Redis 還提供很簡便的 FPC 平臺。回到一致性問題，即便重啓了 Redis 實例，由於磁盤的持久化，用戶也不會看到頁面加載速度的降低，這是一個極大的改進，相似PHP本地FPC。

　　Magento 提供一個插件來使用 Redis 做爲全頁緩存後端。

　　（3）隊列

　　Redis 在內存存儲引擎領域的一大優勢是提供 list 和 set 操做，這使得 Redis 能做爲一個很好的消息隊列平臺來使用。

　　Redis 做爲隊列使用的操做，相似於python對 list 的 push/pop 操做。搜索「Redis queue」能夠找到大量的開源項目，這些項目的目的就是利用Redis 建立很是好的後端工具，以知足各類隊列需求。

　　（4）排行榜/計算器

　　Redis 在內存中對數字進行遞增或遞減的操做實現得很是好。集合（Set）和有序集合（SortedSet）也使得咱們在執行這些操做的時候變得很是簡單，Redis中僅提供這兩種數據結構。

　　（5）發佈/訂閱

　　Redis 的發佈/訂閱功能。能夠在社交網絡鏈接中使用，還可做爲基於發佈/訂閱的腳本觸發器，甚至用 Redis 的發佈/訂閱功能來創建聊天系統。

1三、Redis 支持的 Java 客戶端都有哪些？官方推薦？

　　Redisson、Jedis、lettuce等等，官方推薦使用 Redisson。

1四、Redis 和 Redisson 有什麼關係？

 

1五、Jedis 與 Redisson 對比有什麼優缺點？

　　Jedis 是 Redis 的 Java 實現的客戶端，其 API 提供了比較全面的 Redis 命令的支持；

　　Redisson 實現了分佈式和可擴展的 Java 數據結構，和 Jedis 相比，功能較簡單，不支持字符串操做，不支持排序、事務、管道、分區等 Redis 特性。

　　Redisson 的宗旨是促進使用者對 Redis 的關注分離，從而讓使用者能將精力更集中地放在處理業務邏輯上。

1六、說說 Redis 哈希槽的概念？

　　Redis 集羣沒有使用一致性 hash，而是引入了哈希槽的概念，Redis 集羣有16384個哈希槽，每一個 key 經過 CRC16 校驗後對 16384 取模來決定放置哪一個槽，集羣的每一個節點負責一部分 hash 槽。

1七、Redis 集羣的主從複製模型是怎樣的？

　　爲了使在部分節點失敗或者大部分節點沒法通訊的狀況下集羣仍然可用，因此集羣使用了主從複製模型，每一個節點都會有N-1個複製品。

1八、Redis 集羣會有寫操做丟失嗎？爲何？

　　Redis 並不能保證數據的強一致性，這意味着在實際集羣在特定條件下可能會丟失寫操做。

1九、Redis 集羣之間是如何複製的？

　　異步複製。　　

20、Redis 集羣最大節點個數是多少？

　　16384個。

2一、Redis 集羣如何選擇數據庫？

　　Redis 集羣目前沒法作數據庫選擇，默認在 0 數據庫。

2二、Redis 中的管道有什麼用？

　　一次請求/響應服務器能實現處理新的請求即便舊的請求還未被響應，這樣就能夠將多個命令發送到服務器，而不用等待回覆，最後在一個步驟中讀取該答覆。這就是管道（pipelining），是一種幾十年來普遍使用的技術。

　　例如許多 POP3 協議已經實現支持這個功能，大大加快了從服務器下載新郵件的過程。

2三、怎麼理解 Redis 事務？

　　事務是一個單獨的隔離操做：事務中的全部命令都會序列化、按順序地執行，事務在執行的過程當中，不會被其餘客戶端發送來的命令請求所打斷。

　　事務是一個原子操做：事務中的命令要麼所有被執行，要麼所有都不執行。

2四、Redis 事務相關的命令有哪幾個？

　　MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH。

2五、Redis key 的過時時間和永久有效分別怎麼設置？

　　EXPIRE 和 PERSIST 命令。

2六、Redis 如何作內存優化？

　　儘量使用散列表（hashes），散列表使用的內存很是小，因此應儘量將數據模型抽象到一個散列表內。

　　好比在一個web系統中有一個用戶對象，不要爲這個用戶的名稱、姓氏、郵箱、密碼設置單獨的key，而是應該把這個用戶的全部信息存儲到一張散列表裏面。

2七、Redis 回收進程如何工做的？

　　一個客戶端運行了新的命名，添加了新的數據。Redis 檢查內存使用狀況，若是大於maxmemory的限制，則根據設定好的策略進行回收。

　　不斷地穿越內存限制的邊界，經過不斷達到邊界而後不斷地回收回到邊界一下。若是一個命令致使大量內存被使用，不用多久內存限制就會被內存使用量超越。

2八、加鎖機制

 

2九、鎖互斥機制

 

30、watch dog自動延期機制

 

3一、可重入加鎖機制

 

3二、釋放鎖機制

 

3三、上述Redis分佈式鎖的缺點

 

3四、使用過 Redis 分佈式鎖嗎？它是怎麼實現的？

　　先用setnx來爭搶鎖，搶到後，再用expire給鎖加一個過時時間防止鎖忘記釋放。

　　若在setnx以後執行expire以前進程之外crash或者重啓維護會如何？

　　set 指令有很是複雜的參數，這個能夠同時把setnx和expire合成一條指令來使用。

3五、使用過 Redis 作異步隊列嗎？如何使用？什麼缺點？

　　使用list結構做爲隊列，rpush生成消息，lpop消費消息。當lpop沒有消息時，要適當sleep一會再重試。

　　缺點：

　　　　在消費者下線的狀況下，生成的消息會丟失，得使用專業的消息隊列如 rabbitmq等。

　　　　不能生產一次消費屢次

　　　　使用pub/sub主題訂閱者模式，能夠實現1：N的消息隊列。

3六、什麼是緩存穿透？如何避免？什麼是緩存雪崩？如何避免？

緩存穿透：

　　通常的緩存系統，都是按照key去緩存查詢，若是不存在對應的value，就應該去後端系統查找（好比DB）。一些惡意的請求會故意查詢不存在的key，請求量很大，就會對後端系統形成很大的壓力。這就叫作緩存穿透。

緩存穿透避免：

　　1.對查詢結果爲空的狀況也進行緩存，緩存時間設置短一點，或者該key對應的數據insert以後清理緩存。

　　2.對必定不存在的key進行過濾，能夠把全部的可能存在的key放到一個大的Bitmap中，查詢時經過該bitmap過濾。

緩存雪崩：

　　當緩存服務器重啓或者大量緩存集中在某一個時間段失效，這樣在失效的時候，會給後端系統帶來很大的壓力。致使系統崩潰。

緩存雪崩避免：

　　1.緩存失效後，經過加鎖或隊列來控制讀數據庫寫緩存的線程數量。好比對某個key只容許一個線程查詢數據和寫緩存，其餘線程等待。

　　2.作二級緩存，A1爲原始緩存，A2爲拷貝緩存，A1失效時，能夠訪問A2，A1緩存失效時間設置爲短時間，A2設置爲長期；

　　3.不一樣的key，設置不一樣的過時時間，讓緩存失效的時間點儘可能均勻。

3七、redis 和 memcached什麼區別？爲何高併發下有時單線程的redis比多線程的memcached效率要高？

 

3八、使用 redis 如何設計分佈式鎖？說一下實現思路？使用zk能否實現？兩種方式有什麼區別？

 

3九、知道 redis 的持久化嗎？底層是如何實現的？有什麼優勢缺點？

 

40、緩存穿透、緩存擊穿、緩存雪崩解決方案？

 

4一、在選擇緩存時，何時選擇 redis，何時選擇memcached?

 

4二、Redis常見的性能問題和解決方案？

 

4三、Redis的數據淘汰策略有哪些？

 

4四、Redis當中有哪些數據結構？

 

4五、使用 Redis 作過異步隊列嗎？是如何實現的？

 

4六、Redis 如何實現延時隊列？