Redis 面試題

java

* Redis有哪些數據結構?

字符串String、字典Hash、列表List、集合Set、有序集合SortedSet。

若是你是Redis中高級用戶,還須要加上下面幾種數據結構HyperLogLog、Geo、Pub/Sub。

若是你說還玩過Redis Module,像BloomFilter,RedisSearch,Redis-ML,面試官得眼睛就開始發亮了。

* 使用過Redis分佈式鎖麼,它是什麼回事?

先拿setnx來爭搶鎖,搶到以後,再用expire給鎖加一個過時時間防止鎖忘記了釋放。

這時候對方會告訴你說你回答得不錯,而後接着問若是在setnx以後執行expire以前進程意外crash或者要重啓維護了,那會怎麼樣?

這時候你要給予驚訝的反饋:唉,是喔,這個鎖就永遠得不到釋放了。緊接着你須要抓一抓本身得腦殼,故做思考片刻,好像接下來的結果是你主動思考出來的,而後回答:我記得set指令有很是複雜的參數,這個應該是能夠同時把setnx和expire合成一條指令來用的!對方這時會顯露笑容,內心開始默唸:摁,這小子還不錯。

* 假如Redis裏面有1億個key,其中有10w個key是以某個固定的已知的前綴開頭的,若是將它們所有找出來?

使用keys指令能夠掃出指定模式的key列表。

對方接着追問:若是這個redis正在給線上的業務提供服務,那使用keys指令會有什麼問題?

這個時候你要回答redis關鍵的一個特性:redis的單線程的。keys指令會致使線程阻塞一段時間,線上服務會停頓,直到指令執行完畢,服務才能恢復。這個時候可使用scan指令,scan指令能夠無阻塞的提取出指定模式的key列表,可是會有必定的重複機率,在客戶端作一次去重就能夠了,可是總體所花費的時間會比直接用keys指令長。

* 使用過Redis作異步隊列麼,你是怎麼用的?

通常使用list結構做爲隊列,rpush生產消息,lpop消費消息。當lpop沒有消息的時候,要適當sleep一會再重試。

若是對方追問可不能夠不用sleep呢?list還有個指令叫blpop,在沒有消息的時候,它會阻塞住直到消息到來。 

若是對方追問能不能生產一次消費屢次呢?使用pub/sub主題訂閱者模式,能夠實現1:N的消息隊列。

若是對方追問pub/sub有什麼缺點?在消費者下線的狀況下,生產的消息會丟失,得使用專業的消息隊列如rabbitmq等。

若是對方追問redis如何實現延時隊列?我估計如今你很想把面試官一棒打死若是你手上有一根棒球棍的話,怎麼問的這麼詳細。可是你很剋制,而後神態自若的回答道:使用sortedset,拿時間戳做爲score,消息內容做爲key調用zadd來生產消息,消費者用zrangebyscore指令獲取N秒以前的數據輪詢進行處理。

到這裏,面試官暗地裏已經對你豎起了大拇指。可是他不知道的是此刻你卻豎起了中指,在椅子背後。

* 若是有大量的key須要設置同一時間過時,通常須要注意什麼?

若是大量的key過時時間設置的過於集中,到過時的那個時間點,redis可能會出現短暫的卡頓現象。通常須要在時間上加一個隨機值,使得過時時間分散一些。

* Redis如何作持久化的?

bgsave作鏡像全量持久化,aof作增量持久化。由於bgsave會耗費較長時間,不夠實時,在停機的時候會致使大量丟失數據,因此須要aof來配合使用。在redis實例重啓時,會使用bgsave持久化文件從新構建內存,再使用aof重放近期的操做指令來實現完整恢復重啓以前的狀態。

對方追問那若是忽然機器掉電會怎樣?取決於aof日誌sync屬性的配置,若是不要求性能,在每條寫指令時都sync一下磁盤,就不會丟失數據。可是在高性能的要求下每次都sync是不現實的,通常都使用定時sync,好比1s1次,這個時候最多就會丟失1s的數據。

對方追問bgsave的原理是什麼?你給出兩個詞彙就能夠了,fork和cow。fork是指redis經過建立子進程來進行bgsave操做,cow指的是copy on write,子進程建立後,父子進程共享數據段,父進程繼續提供讀寫服務,寫髒的頁面數據會逐漸和子進程分離開來。

* Pipeline有什麼好處,爲何要用pipeline?

能夠將屢次IO往返的時間縮減爲一次,前提是pipeline執行的指令之間沒有因果相關性。使用redis-benchmark進行壓測的時候能夠發現影響redis的QPS峯值的一個重要因素是pipeline批次指令的數目。
**附: 可是注意,若是使用`Pipeline`。當節點個數擴充後,會致使長鏈接數目成倍數上漲。**

* Redis的同步機制瞭解麼?

Redis可使用主從同步,從從同步。第一次同步時,主節點作一次bgsave,並同時將後續修改操做記錄到內存buffer,待完成後將rdb文件全量同步到複製節點,複製節點接受完成後將rdb鏡像加載到內存。加載完成後,再通知主節點將期間修改的操做記錄同步到複製節點進行重放就完成了同步過程。

* 是否使用過Redis集羣,集羣的原理是什麼? 

Redis Sentinal着眼於高可用,在master宕機時會自動將slave提高爲master,繼續提供服務。

Redis Cluster着眼於擴展性,在單個redis內存不足時,使用Cluster進行分片存儲。

 二面試

1. 使用Redis有哪些好處?

    (1) 速度快,由於數據存在內存中,相似於HashMap,HashMap的優點就是查找和操做的時間複雜度都是O(1)

    (2) 支持豐富數據類型,支持string,list,set,sorted set,hash

    (3) 支持事務,操做都是原子性,所謂的原子性就是對數據的更改要麼所有執行,要麼所有不執行

    (4) 豐富的特性:可用於緩存,消息,按key設置過時時間,過時後將會自動刪除

2.redis相比memcached有哪些優點?

    (1) 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

    (2) redis的速度比memcached快不少

    (3) redis能夠持久化其數據

3. redis常見性能問題和解決方案:

1) Master最好不要作任何持久化工做,如RDB內存快照和AOF日誌文件。

寫內存快照時,save命令調度rdbSave函數,會阻塞主線程的工做;
AOF在重寫的時候會佔大量的CPU和內存資源。若是不重寫AOF文件,這個持久化方式對性能的影響是最小的,可是AOF文件會不斷增大,AOF文件過大會影響Master重啓的恢復速度。

2) 若是數據比較重要,某個Slave開啓AOF備份數據,策略設置爲每秒同步一次

3) 爲了主從複製的速度和鏈接的穩定性,Master和Slave最好在同一個局域網內

4) 儘可能避免在壓力很大的主庫上增長從庫

5) 主從複製不要用圖狀結構,用單向鏈表結構更爲穩定,即:Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3...

這樣的結構方便解決單點故障問題,實現Slave對Master的替換。若是Master掛了,能夠馬上啓用Slave1作Master,其餘不變。


4. 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。

redis 提供 6種數據淘汰策略:

    voltile-lru:從已設置過時時間的數據集(server.db[i].expires)中挑選最近最少使用的數據淘汰

    volatile-ttl:從已設置過時時間的數據集(server.db[i].expires)中挑選將要過時的數據淘汰

    volatile-random:從已設置過時時間的數據集(server.db[i].expires)中任意選擇數據淘汰

    allkeys-lru:從數據集(server.db[i].dict)中挑選最近最少使用的數據淘汰

    allkeys-random:從數據集(server.db[i].dict)中任意選擇數據淘汰
    no-enviction(驅逐):禁止驅逐數據

由maxmemory-policy 參數設置淘汰策略:

    CONFIG SET maxmemory-policy volatile-lru      #淘汰有過期期的最近最好使用數據

5. redis 適合的場景

Redis最適合全部數據in-momory的場景,雖然Redis也提供持久化功能,但實際更多的是一個disk-backed的功能,跟傳統意義上的持久化有比較大的差異。

1) 會話緩存(Session Cache)

用Redis緩存會話比其餘存儲(如Memcached)的優點在於:Redis提供持久化。

2) 隊列

Reids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。

3) 排行榜

集合(Set)和有序集合(Sorted Set)也使得這些操做變的很是簡單。當要從排序集合中獲取到排名最靠前的10個用戶–咱們稱之爲「user_scores」,咱們只須要像下面同樣執行便可:
固然,這是假定你是根據你用戶的分數作遞增的排序。若是你想返回用戶及用戶的分數,你須要這樣執行:

    ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

排行榜(leader board)按照得分進行排序。ZADD命令能夠直接實現這個功能,而ZREVRANGE命令能夠用來按照得分來獲取前100名的用戶,ZRANK能夠用來獲取用戶排名,很是直接並且操做容易。

這就像Reddit的排行榜,得分會隨着時間變化。LPUSH和LTRIM命令結合運用,把文章添加到一個列表中。一項後臺任務用來獲取列表,並從新計算列表的排序,ZADD命令用來按照新的順序填充生成列表。列表能夠實現很是快速的檢索,即便是負載很重的站點。

4)計數器

Redis在內存中對數字進行遞增或遞減的操做實現的很是好。Redis的命令都是原子性的,你能夠輕鬆地利用INCR,DECR命令來構建計數器系統。

進行各類數據統計的用途是很是普遍的,好比想知道何時封鎖一個IP地址。INCRBY命令讓這些變得很容易,經過原子遞增保持計數;GETSET用來重置計數器;過時屬性用來確認一個關鍵字何時應該刪除。

5) 發佈/訂閱

發佈/訂閱的使用場景確實很是多。我已看見人們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!。

6) 須要精準設定過時時間
能夠把有序集合(sorted set)的score值設置成過時時間的時間戳,那麼就能夠簡單地經過過時時間排序,定時清除過時數據了,不只是清除Redis中的過時數據,你徹底能夠把Redis裏這個過時時間當成是對數據庫中數據的索引,用Redis來找出哪些數據須要過時刪除,而後再精準地從數據庫中刪除相應的記錄。
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