关于redis的面试问题

1.redis的底层数据存储结构问题

 

   redis并不是简单的key-value数据容器，不能将其理解为静态存储数据，它是动态交互的数据结构服务器，可以被用作缓存，高性能k-v数据库等。

   它支持很多种类型的数据结构，不仅支持string类型的value，还支持很多种复杂类型的数据。以下简单列出redis支持的数据类型：

   1）.安全二进制氏String类型：将String类型作为元素值；

 

问题：计数

一般情况都需要额外使用锁来避免并发写的问题。

解决方法：

 

使用incr命令来实现原子递增，使用get/set来重置计数状态。

与memcached相同，可作为key/value数据库，例如session共享。

   2）.List类型：根据插入顺序的String类型为元素的集合，基于Linked List实现，非Array型；

 

利用push和pop操作可以实现消息队列，也可以实现关注列表、粉丝/在线好友列表等功能。

问题：显示最新的项目列表

SELECT * FROM foo WHERE ... ORDER BY TIME DESC LIMIT 10;

数据库上的查询语句如上，随着数据的增多，排序会越来越慢。
解决方法：

• 为每一条数据选择一个唯一的ID（可选自增ID）
• 缓存最新的N个数据，利用redis做数据缓存（list结构不断LPUSH最新的数据）
• 当查询内容超过redis缓存内容后，才会穿透缓存访问数据库

消息队列的实现：

• 用list数据结构作为channel
• 生产者lpush消息
• 消费者rpop消息
• 设定超时时间

上述消息队列与PUB/SUB相比，不会丢失数据，但也没有失败重传的机制（也就是没有消息状态）

 

   3）.Set类型：无重复且无序的String类型为元素的集合；

 

 

smembers可以用来实现好友列表中判断是否为已存在好友或关注好友，也可以通过集合操作来实现共同好友、共同兴趣、共同关注列表等。

问题：判断微博的共同好友、共同兴趣、是否为关注好友
解决方法：

• 利用set集合存储用户的好友ID
• 通过sismembers判断用户是否存在好友集合中
• 通过sinter来判断两个好友集合的共同好友
• 通过sunion来获取两个集合的所有好友
• 通过sdiff来获取两个集合的非共同好友，用于好友推荐

 

   4）.Sorted Set类型：无重复且有序的String类型为元素的集合；

 

 

score可以用来实现权重队列，也可以实现按时间、评分的自动排序列表。

问题：在线游戏实时排行榜
在线游戏的排行榜都需要实时更新操作，不可能去频繁地更改关系型数据库，
解决方法：

• 为用户设置唯一的ID，采用sorted set来存储用户的得分情况
• 利用有序集合来对用户得分进行排名，这里不可能存储全部的用户，可能只关心前100个用户，那么就需要在redis之外做限制

问题：新闻排序
新闻排序是按照新闻的关注度（点击率）和时间做排序，

score = points / (time^alpha)

上面的公式可以说明，点击率越高，越可能获得更多的评分；时间越久远，也会降低新闻的评分。因此，需要有一个专门用于计算新闻评分的进程，实时地处理最新的N条数据
解决方法：

• 拉取最新的N条数据
• 计算各个数据的评分
• 添加到有序集合中

 

   5）.Hash类型：映射域到值类型的数据结构，其中域和值都是String类型；

 

 

hash两种实现方式，

• 当数据较少时，为了节省内存采用线性存储来节省空间
• 当数据较多时，才会使用hashmap来降低时间复杂度

问题：商品维度计数
商品有各种计数（喜欢、评论、鉴定、浏览等）
解决方法：
使用hash的field字段来存储喜欢、评论等计数值。

同理，用户维度计数（动态、关注、粉丝、喜欢、发帖等）。

该存储结构适用于常用的商品、热门新闻动态等经常被大量访问的数据对象。

 

2.redis的add方法和set方法比较

 

       如果key已经存在，则调用Redis.Add(key, value)则不能添加或修改此key的内容value；这样的话，我们在添加一个key和value的时候，不得不判断一次ContainsKey(key)，这样的话，就引起了两次搜索Reids的Hash Table的过程。 

   测试发现Redis的方法Set(key, value)， 就相当于字典Dictionary.TryGetValue(key, out value)。完全实现了一次搜索，既可以新增数据 和 同时修改数据（如果之前key不存在）。

 

3.redis与memcached

• redis支持更多的数据结构
• memcached仅支持String类型的字符串

• redis可以实现持久化存储，memcached不能实现

• 底层的实现不同，与客户端的通信协议不同

redis支持两种存储方式：rdb-snapshot(快照)和aof(append only mode)，rdb快照是定时将内存快照持久化到硬盘，但是有一个存储的时间间隔在这个间隔的过程中（crash会丢失数据），aof是在写入数据的同时将操作命令保存到日志（不会丢失数据，但操作日志管理维护成本高）

• redis单线程，memcached是多线程的
• redis修改libevent实现小巧的epoll，memcached完全依赖libevent（性能影响）
• memcached使用CAS避免资源竞争修改，redis提供了事务功能

CAS是通过为每一个cacke key设置一个隐藏的cas token作为版本号，每次set操作都会检查并更新token

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