Redis基础

1、为什么要使用Redis?

因为传统的关系型数据库如Mysql已经不能适用所有的场景了，比如秒杀的库存扣减，APP首页的访问流量高峰等等，都很容易把数据库打崩，所以引入了缓存中间件，目前市面上比较常用的缓存中间件有Redis和Memcached，不过中和考虑了他们的优缺点，最后选择了Redis。

2、Redis有哪些数据结构？

字符串String、字典Hash、列表List、集合Set、有序集合SortedSet。除了这五种常用的数据结构，redis还有几种高级数据结构，如Bitmaps，Hyperloglogs，GEO。

3、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？

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。严重的话会出现缓存雪崩，我们一般需要在时间上加一个随机值，使得过期时间分散一些。

4、Redis分布式锁

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。为了防止在setnx之后执行expire之前进程意外crash或者要重启维护导致锁永远得不到释放，可以通过set指令参数，将setnx和expire合成一条指令来用。

5、如何将所有以某个已知固定前缀开头的key全部查询出来？

使用keys指令可以扫出指定模式的key列表。

6、在生产环境中的redis使用keys指令可能会导致什么问题？

因为redis的单线程的，所以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。

7、如何使用Redis做异步队列？

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，或者使用list的blpop指令，在没有消息的时候，它会阻塞住直到消息到来。也可以使用pub/sub主题订阅者模式，可以实现 1:N 的消息队列，不过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RocketMQ等。

8、Redis如何实现延时队列？

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。

9、Redis是怎么持久化的？服务主从数据怎么交互的？

redis通过RDB做镜像全量持久化，AOF做增量持久化。因为RDB会耗费较长时间，不够实时，在停机的时候会导致大量丢失数据，所以需要AOF来配合使用。在redis实例重启时，会使用RDB持久化文件重新构建内存，再使用AOF重放近期的操作指令来实现完整恢复重启之前的状态。

10、Redis不如保证数据不丢失？

通过AOF日志sync属性的配置，如果不要求性能，在每条写指令时都sync一下磁盘，就不会丢失数据。但是在高性能的要求下每次都sync是不现实的，一般都使用定时sync，比如1s1次，这个时候最多就会丢失1s的数据。

11、RDB的原理是什么？

fork和cow。fork是指redis通过创建子进程来进行RDB操作，cow指的是copy on write，子进程创建后，父子进程共享数据段，父进程继续提供读写服务，写脏的页面数据会逐渐和子进程分离开来。

12、Pipeline有什么好处，为什么要用pipeline？

可以将多次IO往返的时间缩减为一次，前提是pipeline执行的指令之间没有因果相关性。使用redis-benchmark进行压测的时候可以发现影响redis的QPS峰值的一个重要因素是pipeline批次指令的数目。

13、Redis的同步机制

Redis可以使用主从同步，从从同步。第一次同步时，主节点做一次bgsave，并同时将后续修改操作记录到内存buffer，待完成后将RDB文件全量同步到复制节点，复制节点接受完成后将RDB镜像加载到内存。加载完成后，再通知主节点将期间修改的操作记录同步到复制节点进行重放就完成了同步过程。后续的增量数据通过AOF日志同步即可，有点类似数据库的binlog。

14、Redis集群

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。
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。