Redis八股文

2021-09-15 10:30 Java 编程开发者

1.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。

2.Redis中的管道有什么用?

一次请求/响应服务器能实现处理新的请求即使旧的请求还未被响应。这样就可以将多个命令发 送到服务器,而不用等待回复,最后在一个步骤中读取该答复。

这就是管道(pipelining),是一种几十年来广泛使用的技术。例如许多POP3协议已经实现 支持这个功能,大大加快了从服务器下载新邮件的过程。

3.Redis和Redisson有什么关系?

Redisson是一个高级的分布式协调Redis客服端,能帮助用户在分布式环境中轻松实现一些 Java的对象 (Bloom filter, BitSet, Set, SetMultimap, ScoredSortedSet, SortedSet, Map, ConcurrentMap, List, ListMultimap, Queue, BlockingQueue, Deque, BlockingDeque, Semaphore, Lock, ReadWriteLock, AtomicLong, CountDownLatch, Publish / Subscribe, HyperLogLog)。

4.Redis有哪些适合的场景?

(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!

5.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 内存数据集大小上升到一定大小的时候,就会施行数据淘汰策略。

其实面试除了考察 Redis,不少公司都很重视高并发高可用的技术,特别是一线互联网公司, 分布式、

JVM、spring 源码分析、微服务等知识点已是面试的必考题。

6.Redis 集群方案什么情况下会导致整个集群不可用?

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。

7.Redis 集群方案应该怎么做?都有哪些方案?

codis

目前用的最多的集群方案,基本和 twemproxy 一致的效果,但它支持在节点数量改变情况下,旧节点数据可恢复到新 hash 节点。

redis cluster

3.0 自带的集群,特点在于他的分布式算法不是一致性 hash,而是 hash 槽的概念,以及自身支持节点设置从节点。具体看官方文档介绍。在业务代码层实现,起几个毫无关联的 redis 实例,在代码层,对 key 进行 hash 计算, 然后去对应的redis 实例操作数据。这种方式对 hash 层代码要求比较高,考虑部分包 括,节点失效后的替代算法方案,数据震荡后的自动脚本恢复,实例的监控,等等。

8.Redis String的内部编码有哪些?

int、embstr、raw

10000以下的整数会使用缓存里的int常量。

长度小于等于44字节:embstr编码

长度大于44字节:raw编码

9.用Redis做延时队列,具体应该怎么实现?

可以使用Zset实现。member是任务描述,score是执行时间,然后用定时器定时去扫描,一 旦有执行时间小于或等于当前时间的任务,就立即执行。

10.Redis在集群种查找key的时候,是怎么定位到具体节点的?

使用crc16算法对key进行hash 将hash值对16384取模,得到具体的槽位根据节点和槽位的映射信息(与集群建立连接后,客户端可以取得槽位映射信息),找到具体的节点地址 去具体的节点找key如果key不在这个节点上,则redis集群会返回moved指令,加上新的节点地址给客户端,同时,客户端会刷新本地的节点槽位映射关系如果槽位正在迁移中,那么redis集群会返回asking指令给客户端,这是临时纠正,客户端不会刷新本地的节点槽位映射关系

11.Redis的持久化了解过吗?

Redis持久化有RDB和AOF这2种方式。

RDB:将数据库快照以二进制的方式保存到磁盘中。

AOF:以协议文本方式,将所有对数据库进行过写入的命令和参数记录到AOF文件,从而记录 数据库状态。

12.Redis在什么情况下会触发key的回收?

2种情况:1、定时(抽样)清理;2、执行命令时,判断内存是否超过maxmemory。

13.Redis key的淘汰策略有哪些?

8种:noeviction,volatile-lru,volatile-lfu,volatile-ttl,volatile-random,allkeylru,allkeys-lfu,allkeys-random

14.Redis事务机制了解过吗?

Redis事务的概念:

Redis 事务的本质是一组命令的集合。事务支持一次执行多个命令,一个事务中所有命令都会 被序列化。在事务执行过程,会按照顺序串行化执行队列中的命令,其他客户端提交的命令请 求不会插入到事务执行命令序列中。

Redis事务就是一次性、顺序性、排他性的执行一个队列中的一系列命令。

Redis事务没有隔离级别的概念:

批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存,并不会被实际执行,也就不存在事务内的查询 要看到事务里的更新,事务外查询不能看到。

Redis不保证原子性:

Redis中,单条命令是原子性执行的,但事务不保证原子性,且没有回滚。事务中任意命令执 行失败,其余的命令仍会被执行。

Redis事务的三个阶段:

开始事务

命令入队

执行事务

Redis事务相关命令:

watch key1 key2 ... : 监视一或多个key,如果在事务执行之前,被监视的key被其他命令改动, 则事务被打断 ( 类似乐观锁 )

multi : 标记一个事务块的开始( queued )

exec : 执行所有事务块的命令 ( 一旦执行exec后,之前加的监控锁都会被取消掉 )

discard : 取消事务,放弃事务块中的所有命令

unwatch : 取消watch对所有key的监控

15.使用Redis统计网站的UV,应该怎么做?

UV与PV不同,UV需要去重。一般有2种方案:

1、用BitMap。存的是用户的uid,计算UV的时候,做下bitcount就行了。

2、用布隆过滤器。将每次访问的用户uid都放到布隆过滤器中。优点是省内存,缺点是无法得 到精确的UV。但是对于不需要精确知道具体UV,只需要大概的数量级的场景,是个不错的选 择。

16.Redis中的大key怎么处理?

大key指的是value特别大的key。比如很长的字符串,或者很大的set等等。大key会造成2个问题:

1、数据倾斜,比如某些节点内存占用过高。

2、当删除大key或者大 key自动过期的时候,会造成QPS突降,因为Redis是单线程的缘故。

处理方案:可以将一个大key进行分片处理,比如:将一个大set分成多个小的set。

17.Redis中的热key怎么处理?

1、对热key进行分散处理。比如:在key上加上不同的前后缀,缓存多个key,使得各个key分 散到不同的节点上。

2、采用多级缓存。

18.缓存失效?缓存穿透?缓存雪崩?缓存并发?

  1. 缓存失效 缓存失效指的是大量的缓存在同一时间失效,到时DB的瞬间压力飙升。造成这种现象的 原因是,key的过期时间都设置成一样了。解决方案是,key的过期时间引入随机因素, 比如5分钟+随机秒这种方式。
  2. 缓存穿透 缓存穿透是指查询一条数据库和缓存都没有的一条数据,就会一直查询数据库,对数据 库的访问压力就会增大,缓存穿透的解决方案,有以下2种:缓存空对象:代码维护较简单,但是效果不好。布隆过滤器:代码维护复杂,效果很好。
  3. 缓存雪崩 缓存雪崩 是指在某一个时间段,缓存集中过期失效。此刻无数的请求直接绕开缓存,直 接请求数据库。造成缓存雪崩的原因,有以下2种:reids宕机。大部分数据失效。

对于缓存雪崩的解决方案有以下2种:

搭建高可用的集群,防止单机的redis宕机。

设置不同的过期时间,防止同意之间内大量的key失效。

  1. 缓存并发 有时候如果网站并发访问高,一个缓存如果失效,可能出现多个进程同时查询DB,同时 设置缓存的情况,如果并发确实很大,这也可能造成DB压力过大,还有缓存频繁更新的 问题。一般处理方案是在查DB的时候进行加锁,如果KEY不存在,就加锁,然后查DB入缓存, 然后解锁;其他进程如果发现有锁就等待,然后等解锁后再查缓存或者进入DB查询。

19.Redis集群如何选择数据库?

Redis集群目前无法做数据库选择,默认在0数据库。

20.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

21.为什么 Redis 需要把所有数据放到内存中?

Redis 为了达到最快的读写速度将数据都读到内存中,并通过异步的方式将数据写入磁盘。

所以 redis 具有快速和数据持久化的特征,如果不将数据放在内存中,磁盘 I/O 速度为严重影 响 redis 的性能。

在内存越来越便宜的今天,redis 将会越来越受欢迎, 如果设置了最大使用的内存,则数据已 有记录数达到内存限值后不能继续插入新值。

22.Redis 官方为什么不提供 Windows 版本?

因为目前 Linux 版本已经相当稳定,而且用户量很大,无需开发 windows 版本,反而会带来 兼容性等问题。

23.Redis是单线程还是多线程?

Redis6.0采用多线程IO,不过命令的执行还是单线程的。

Redis6.0之前,IO线程和执行线程都是单线程的。

24.Redis为什么那么快?

1、内存操作;

2、单线程,省去线程切换、锁竞争的开销;

3、非阻塞IO模型,epoll。

25.一个字符串类型的值能存储最大容量是多少?

512M

26.Redis的全称是什么?

Remote Dictionary Server。

27.Redis主要消耗什么物理资源?

内存。

28.Redis有哪些数据结构?

Redis 有 5 种基础数据结构,它们分别是:string(字符串)、list(列表)、hash(字典)、set(集 合) 和 zset(有序集合)。

这 5 种是 Redis 相关知识中最基础、最重要的部分。

29.Redis相比memcached有哪些优势?

(1) 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

(2) redis的速度比memcached快很多

(3) redis可以持久化其数据

30.什么是Redis?简述它的优缺点?

Redis本质上是一个Key-Value类型的内存数据库,很像memcached,整个数据库统统加载 在内存当中进行操作,定期通过异步操作把数据库数据flush到硬盘上进行保存。

因为是纯内存操作,Redis的性能非常出色,每秒可以处理超过 10万次读写操作,是已知性能 最快的Key-Value DB。

Redis的出色之处不仅仅是性能,Redis最大的魅力是支持保存多种数据结构,此外单个value 的最大限制是1GB,不像 memcached只能保存1MB的数据,因此Redis可以用来实现很多有 用的功能。

比方说用他的List来做FIFO双向链表,实现一个轻量级的高性 能消息队列服务,用他的Set可 以做高性能的tag系统等等。

另外Redis也可以对存入的Key-Value设置expire时间,因此也可以被当作一 个功能加强版的 memcached来用。Redis的主要缺点是数据库容量受到物理内存的限制,不能用作海量数据 的高性能读写,因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上。

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