Redis比较常见的面试题

Redis 是一个开源(BSD许可)的,内存中的数据结构存储系统,它可以用作数据库、缓存和消息中间件。 它支持多种类型的数据结构,如 字符串(strings), 散列(hashes), 列表(lists), 集合(sets), 有序集合(sorted sets) 与范围查询, bitmaps, hyperloglogs 和 地理空间(geospatial) 索引半径查询。 Redis 内置了 复制(replication),LUA脚本(Lua scripting), LRU驱动事件(LRU eviction),事务(transactions) 和不同级别的 磁盘持久化(persistence), 并通过 Redis哨兵(Sentinel)和自动 分区(Cluster)提供高可用性(high availability)。

Redis有哪些数据结构?

  • String字符串:
    格式: set key value
    string类型是二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象 。
    string类型是Redis最基本的数据类型,一个键最大能存储512MB。
  • Hash(哈希)
    格式: hmset name key1 value1 key2 value2
    Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。
    Redis hash是一个string类型的field和value的映射表,hash特别适合用于存储对象。
  • List(列表)
    Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)
    格式: lpush name value
    在 key 对应 list 的头部添加字符串元素
    格式: rpush name value
    在 key 对应 list 的尾部添加字符串元素
    格式: lrem name index
    key 对应 list 中删除 count 个和 value 相同的元素
    格式: llen name
    返回 key 对应 list 的长度
  • Set(集合)
    格式: sadd name value
    Redis的Set是string类型的无序集合。
    集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)。
  • zset(sorted set:有序集合)
    格式: zadd name score value
    Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
    不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
    zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

如果你是Redis中高级用户,还需要加上下面几种数据结构HyperLogLog、Geo、Pub/Sub。
如果你说还玩过Redis Module,像BloomFilter,RedisSearch,Redis-ML,面试官得眼睛就开始发亮了。

什么是Redis持久化?Redis有哪几种持久化方式?优缺点是什么?

持久化就是把内存的数据写到磁盘中去,防止服务宕机了内存数据丢失。
Redis 提供了两种持久化方式:RDB(默认) 和AOF

RDB:

rdb是Redis DataBase缩写
功能核心函数rdbSave(生成RDB文件)和rdbLoad(从文件加载内存)两个函数
Redis比较常见的面试题_第1张图片

AOF:

Aof是Append-only file缩写
Redis比较常见的面试题_第2张图片

每当执行服务器(定时)任务或者函数时flushAppendOnlyFile 函数都会被调用, 这个函数执行以下两个工作aof写入保存:
WRITE:根据条件,将 aof_buf 中的缓存写入到 AOF 文件
SAVE:根据条件,调用 fsync 或 fdatasync 函数,将 AOF 文件保存到磁盘中。

比较:
aof文件比rdb更新频率高,优先使用aof还原数据。
aof比rdb更安全也更大
rdb性能比aof好
如果两个都配了优先加载AOF

存储结构:

内容是redis通讯协议(RESP )格式的命令文本存储。

redis通讯协议(RESP ),能解释下什么是RESP?有什么特点?

Redis 即 REmote Dictionary Server (远程字典服务);
RESP:是redis客户端和服务端之前使用的一种通讯协议;Redis的协议规范是 Redis Serialization Protocol (Redis序列化协议)该协议是用于与Redis服务器通信的,用的较多的是Redis-cli通过pipe与Redis服务器联系。
RESP 的特点:实现简单、快速解析、可读性好
For Simple Strings the first byte of the reply is “+” 回复
For Errors the first byte of the reply is “-” 错误
For Integers the first byte of the reply is “:” 整数
For Bulk Strings the first byte of the reply is “$” 字符串
For Arrays the first byte of the reply is “*” 数组

Redis 有哪些架构模式?讲讲各自的特点。

单机版

Redis比较常见的面试题_第3张图片
特点:简单
问题:1、内存容量有限 2、处理能力有限 3、无法高可用。

主从复制

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Redis 的复制(replication)功能允许用户根据一个 Redis 服务器来创建任意多个该服务器的复制品,其中被复制的服务器为主服务器(master),而通过复制创建出来的服务器复制品则为从服务器(slave)。 只要主从服务器之间的网络连接正常,主从服务器两者会具有相同的数据,主服务器就会一直将发生在自己身上的数据更新同步 给从服务器,从而一直保证主从服务器的数据相同。

特点:
master/slave 角色
master/slave 数据相同
降低 master 读压力在转交从库
问题:
无法保证高可用
没有解决 master 写的压力

哨兵

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Redis sentinel 是一个分布式系统中监控 redis 主从服务器,并在主服务器下线时自动进行故障转移。
其中三个特性:
监控(Monitoring): Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。
提醒(Notification): 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时, Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
自动故障迁移(Automatic failover): 当一个主服务器不能正常工作时, Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作。

特点:保证高可用、监控各个节点、自动故障迁移。
缺点:主从模式,切换需要时间丢数据没有解决 master 写的压力。

集群(proxy 型):

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Twemproxy 是一个 Twitter 开源的一个 redis 和 memcache 快速/轻量级代理服务器; Twemproxy 是一个快速的单线程代理程序,支持 Memcached ASCII 协议和 redis 协议。

特点:1、多种 hash 算法:MD5、CRC16、CRC32、CRC32a、hsieh、murmur、Jenkins
支持失败节点自动删除
后端 Sharding 分片逻辑对业务透明,业务方的读写方式和操作单个 Redis 一致
缺点:增加了新的 proxy,需要维护其高可用。
failover 逻辑需要自己实现,其本身不能支持故障的自动转移可扩展性差,进行扩缩容都需要手动干预

集群(直连型):

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从redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群,Redis-Cluster采用无中心结构,每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有节点连接。

特点:
无中心架构(不存在哪个节点影响性能瓶颈),少了 proxy 层。
数据按照 slot 存储分布在多个节点,节点间数据共享,可动态调整数据分布。
可扩展性,可线性扩展到 1000 个节点,节点可动态添加或删除。
高可用性,部分节点不可用时,集群仍可用。通过增加 Slave 做备份数据副本
实现故障自动 failover,节点之间通过 gossip 协议交换状态信息,用投票机制完成 Slave到 Master 的角色提升。
缺点:
资源隔离性较差,容易出现相互影响的情况。
数据通过异步复制,不保证数据的强一致性。

Redis常用命令?

Keys pattern

*表示区配所有

以bit开头的

查看Exists key是否存在

Set

设置 key 对应的值为 string 类型的 value。

setnx

设置 key 对应的值为 string 类型的 value。如果 key 已经存在,返回 0,nx 是 not exist 的意思。

删除某个key

第一次返回1 删除了 第二次返回0

Expire 设置过期时间(单位秒)

TTL查看剩下多少时间

返回负数则key失效,key不存在了

Setex

设置 key 对应的值为 string 类型的 value,并指定此键值对应的有效期。

Mset

一次设置多个 key 的值,成功返回 ok 表示所有的值都设置了,失败返回 0 表示没有任何值被设置。

Getset

设置 key 的值,并返回 key 的旧值。

Mget

一次获取多个 key 的值,如果对应 key 不存在,则对应返回 nil。

Incr

对 key 的值做加加操作,并返回新的值。注意 incr 一个不是 int 的 value 会返回错误,incr 一个不存在的 key,则设置 key 为 1

incrby

同 incr 类似,加指定值 ,key 不存在时候会设置 key,并认为原来的 value 是 0

Decr

对 key 的值做的是减减操作,decr 一个不存在 key,则设置 key 为-1

Decrby

同 decr,减指定值。

Append

给指定 key 的字符串值追加 value,返回新字符串值的长度。

Strlen

取指定 key 的 value 值的长度。

persist xxx(取消过期时间)

选择数据库(0-15库)

Select 0 //选择数据库

move age 1//把age 移动到1库

Randomkey随机返回一个key

Rename重命名

Type 返回数据类型

使用过Redis分布式锁么,它是怎么实现的?

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。

如果在setnx之后执行expire之前进程意外crash或者要重启维护了,那会怎么样?

set指令有非常复杂的参数,这个应该是可以同时把setnx和expire合成一条指令来用的!

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