Redis面试题

1.什么是Redis
Redis(Remote Dictionary Server) 是一个使用 C 语言编写的,开源的(BSD许可)高性能非关系型(NoSQL)的键值对数据库。
Redis 可以存储键和五种不同类型的值之间的映射。键的类型只能为字符串,值支持五种数据类型:字符串、列表、集合、散列表、有序集合。
Redis 的数据是存在内存中的,所以读写速度非常快,被广泛应用于缓存方向,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。另外,Redis 也经常用来做分布式锁。除此之外,Redis 支持事务 、持久化、LUA脚本、LRU驱动事件、多种集群方案。

2.Redis有哪些优缺点
优点

  1. 读写性能优异, Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s。
  2. 支持数据持久化,支持AOF和RDB两种持久化方式。
  3. 支持事务,Redis的所有操作都是原子性的,同时Redis还支持对几个操作合并后的原子性执行。
  4. 数据结构丰富,除了支持string类型的value外还支持hash、set、zset、list等数据结构。
  5. 支持主从复制,主机会自动将数据同步到从机,可以进行读写分离。

缺点

  1. 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。
  2. Redis 不具备自动容错和恢复功能,主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败,需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。
  3. 主机宕机,宕机前有部分数据未能及时同步到从机,切换IP后还会引入数据不一致的问题,降低了系统的可用性。
  4. Redis较难支持在线扩容,在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。为避免这一问题,运维人员在系统上线时必须确保有足够的空间,这对资源造成了很大的浪费。

3.为什么要用 Redis /为什么要用缓存
高性能:直接操作内存,所以速度相当快
高并发:数据库并发压力转移到缓存,缓存>>数据库并发能力

4.Redis为什么这么快

  1. 完全基于内存,绝大部分请求是纯粹的内存操作,非常快速
  2. 数据结构简单,对数据操作也简单,Redis 中的数据结构是专门进行设计的
  3. 采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU,不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗
  4. 使用多路 I/O 复用模型,非阻塞 IO
  5. 使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis 直接自己构建了 VM 机制,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求

5.Redis有哪些数据类型
5种主要数据类型:String,Hash,List,Set,Zset
5.1 数据类型有哪些性质/使用场景/操作命令(Linux环境下)

String (可存储字符串、整数或者浮点数)
使用场景:做简单的键值对缓存
特性:

  1. value部分是字符串。
  2. 底层存储数据都是字节(byte)数组, 所以可以保存任意数据。只是在表现上是字符串。
  3. value部分最多保存512M数据。
  4. Redis不限制数据的数量,可以存储无限制的数据,只要磁盘和内存足够大。
# 添加或修改
set [key] [value]
# 查询
get [key]
#批量新增或更新(如果数据中有空格,使用双引号界定范围)
mset [key1] [value1] [key2] [value2] [key3] [value3] ...
#批量查询
mget [key1] [key2] [key3] ...

哈希(hash)(包含键值对的无序散列表)
使用场景:结构化的数据,比如一个对象
特性:
5. 数据可以再次保存若干键值对.没有数量容量限制。redis中保存的数据就类似: Map>

#新增
hset [key] [field] [value]
#查询
hget [key] [field]
#删除
hdel [key] [field]
#批量新增(如果数据中有空格,使用双引号)
hmset [key] [field1] [value1] [field2] [value2]...
#批量查询(数据中有空格,使用双引号)
hmget [key] [field1] [field2] ...
#批量删除(数据中有空格,使用双引号)
hdel [key] [field1] [field2]...
#查询所有的fields
hkeys [key]
#查询所有的values
hvals [key]
#查询所有的fields-values
hgetall [key]
#检查field是否存在
hexists [key] [field]
#查询hash数据的field-value数据对数量
hlen [key]

链表(list)(列表)
使用场景:存储一些列表型的数据结构,类似粉丝列表、文章的评论列表之类的数据
特性:
6. 有存储顺序. 底层使用链表实现的.
7. 可以一个key对应若干数据, 数据可重复。类似: Map

#将一个或多个值value插入到列表key的表头
lpush [key] [value]
#移除并返回列表key的头元素。
lpop [key]
#根据参数count的值,移除列表中与参数value相等的元素。
#count=0时,删除所有与参数value相等的元素
#count>0时,从左往右删除[count]与参数value相等的元素
#count<0时,从右往左删除[count]与参数value相等的元素
lrem [key] [count] [value]
#返回列表key的长度。
llen [key]
#返回列表key中,下标为index的元素
lindex [key] [index]
# 将列表key下标为index的元素的值设置为value
lset [key] [index] [value]
# 一个列表,包含指定区间内的元素
lrange [key] [start] [stop]

集合(set)(无序集合)
使用场景:交集、并集、差集的操作,比如交集,可以把两个人的粉丝列表整一个交集
特性:
8. 底层使用Hash实现(保证数据唯一性)
9. 可以一个key对应若干数据, 数据不可重复。类似: Map

#将一个或多个member元素加入到集合key当中,已经存在于集合的 member元素将被忽略
sadd [key] [member1] [member2]
#如果member元素是集合的成员,返回 1 。否则,返回 0
sismemeber [key] [member] ...
#移除并返回集合中的一个随机元素
spop [key]
#移除集合key中的一个或多个member元素,不存在的 member 元素会被忽略
srem [key] [member1] [member2] ...

有序集合(zset)(有序集合)
使用场景:去重但可以排序,如获取排名前几名的用户
特性:可排序的set。类似: Map

#将一个或多个member元素及其score值加入到有序集key当中
zadd [key] [member]
#移除有序集key中的一个或多个成员,不存在的成员将被忽略
zrem [key] [member1], [member2] ...

5.2 数据使用场景总结

  1. 计数器:可以对 String 进行自增自减运算,从而实现计数器功能。Redis这种内存型数据库的读写性能非常高,很适合存储频繁读写的计数量。
  2. 缓存热点数据:将热点数据放到内存中,设置内存的最大使用量以及淘汰策略来保证缓存的命中率。
  3. 消息队列(发布/订阅功能):List 是一个双向链表,可以通过 lpush 和 rpop 写入和读取消息
  4. 分布式锁实现:使用 SETNX 命令实现分布式锁,还可以使用官方提供的 RedLock 分布式锁实现
  5. Set 可以实现交集、并集等操作,从而实现共同好友等功能
  6. ZSet 可以实现有序性操作,从而实现排行榜等功能。

其他:
string——适合最简单的k-v存储,短信验证码,配置信息等,就用这种类型来存储。
hash——一般key为唯一标示,value对应的详情。如商品详情,个人信息详情,新闻详情等。
list——因为list是有序的,比较适合存储一些有序且数据相对固定的数据。如省市区表、字典表等。因为list是有序的,适合根据写入的时间来排序,如:最新的***,消息队列等。
set——可以简单的理解为ID-List的模式,如微博中一个人有哪些好友,set最牛的地方在于,可以对两个set提供交集、并集、差集操作。例如:查找两个人共同的好友等。
Sorted Set——是set的增强版本,增加了一个score参数,自动会根据score的值进行排序。比较适合类似于top 10等不根据插入的时间来排序的数据。

6.Redis持久化机制是什么
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
提供两种持久化机制 RDB(默认,Redis DataBase) 和 AOF (Append Of File)机制

RDB:一定的时间将内存的数据以快照的形式保存到硬盘中,生成一个dump.rdb数据文档(可通过配置文件中的save参数来定义快照的周期)
优点:
1、只有一个文件 dump.rdb,方便持久化。
2、容灾性好,一个文件可以保存到安全的磁盘。
3、性能最大化,fork 子进程来完成写操作,让主进程继续处理命令,所以是 IO 最大化。使用单独子进程来进行持久化,主进程不会进行任何 IO 操作,保证了 redis 的高性能
4.相对于数据集大时,比 AOF 的启动效率更高。
缺点:
1.数据安全性低。RDB 是间隔一段时间进行持久化,如果持久化之间 redis 发生故障,会发生数据丢失。所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候

1). 将数据存储在一个dump.rdb的文件中。文件中保存的数据就是redis中的内存数据。dump.rdb文件保存的位置是启动redis服务时执行命令所在的目录。所以多次启动redis时,一定要在同一个位置启动服务,否则会有数据丢失。
2). 效率高,对磁盘的访问比较合理,对内存数据的监控也是有一定临界值的,保证数据尽可能不丢失。在绝对意义上,只要是内存行存储数据的存储应用,就一定有数据丢失的可能。
3). 配置rdb存储的相关信息,在redis.conf文件中配置

# 持久数据的规则. RDB持久规则. 存储数据的文件由dbfilename参数决定
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
# RDB持久数据的文件命名. 可以使用绝对路径配置,如果没有路径配置,在命令运行的相对位置开始寻址存在。
dbfilename dump.rdb
#解说:save <指定时间间隔> <执行指定次数更新操作>
#满足条件就将内存中的数据同步到硬盘中。
#官方出厂配置默认是
#900秒内有1个更改,
#300秒内有10个更改
#60秒内有10000个更改
#则将内存中的数据快照写入磁盘。若不想用RDB方案,可以把 save "" 的注释打开,下面三个注释

AOF(Apend Of File)持久化(推荐)
优点:
1.数据安全,aof 持久化可以配置 appendfsync 属性,有 always,每进行一次 命令操作就记录到 aof 文件中一次。
2、通过 append 模式写文件,即使中途服务器宕机,可以通过 redis-check-aof 工具解决数据一致性问题。
3、AOF 机制的 rewrite 模式。AOF 文件没被 rewrite 之前(文件过大时会对命令 进行合并重写),可以删除其中的某些命令(比如误操作的 flushall))

缺点:
1、AOF 文件比 RDB 文件大,且恢复速度慢。
2、数据集大的时候,比 rdb 启动效率低。

1). 对磁盘和IO的资源需求比rdb方式高很多。对redis服务器的性能有很大的影响。
2). Redis每秒钟以追加的方式,向一个文件中存储redis的数据变化。
3). AOF和RDB可以同时开启,但是,在redis重启的时候,会优先读取aof中保存的数据变化日志。不推荐同时启用,对磁盘的压力和IO的压力太高。
4).在redis.conf配置文件中配置aof相关信息。

# 是否启用append of file持久化方式.默认关闭.
# 每秒持久一次数据. 以追加的方式,持久到数据文件.
appendonly no

# aof持久方式的文件名称.
appendfilename "appendonly.aof"

7.Redis持久化数据和缓存怎么做扩容?
如果Redis被当做缓存使用,使用一致性哈希实现动态扩容缩容。

如果Redis被当做一个持久化存储使用,必须使用固定的keys-to-nodes映射关系,节点的数量一旦确定不能变化。否则的话(即Redis节点需要动态变化的情况),必须使用可以在运行时进行数据再平衡的一套系统,而当前只有Redis集群可以做到这样。

8.Redis的过期键的删除策略
定时过期:每个设置过期时间的key都需要创建一个定时器,到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据,对内存很友好;但是会占用大量的CPU资源去处理过期的数据,从而影响缓存的响应时间和吞吐量。
惰性过期:只有当访问一个key时,才会判断该key是否已过期,过期则清除。该策略可以最大化地节省CPU资源,却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期key没有再次被访问,从而不会被清除,占用大量内存。
定期过期:每隔一定的时间,会扫描一定数量的数据库的expires字典中一定数量的key,并清除其中已过期的key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时,可以在不同情况下使得CPU和内存资源达到最优的平衡效果。

Redis事务的概念
通过MULTI、EXEC、WATCH等一组命令的集合,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事务相关命令
Redis事务功能是通过MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH 四个原语实现的
Redis会将一个事务中的所有命令序列化,然后按顺序执行。
redis 不支持回滚,“Redis 在事务失败时不进行回滚,而是继续执行余下的命令”, 所以 Redis 的内部可以保持简单且快速。
如果在一个事务中的命令出现错误,那么所有的命令都不会执行;
如果在一个事务中出现运行错误,那么正确的命令会被执行。
WATCH 命令是一个乐观锁,可以为 Redis 事务提供 check-and-set (CAS)行为。 可以监控一个或多个键,一旦其中有一个键被修改(或删除),之后的事务就不会执行,监控一直持续到EXEC命令。
MULTI命令用于开启一个事务,它总是返回OK。 MULTI执行之后,客户端可以继续向服务器发送任意多条命令,这些命令不会立即被执行,而是被放到一个队列中,当EXEC命令被调用时,所有队列中的命令才会被执行。
EXEC:执行所有事务块内的命令。返回事务块内所有命令的返回值,按命令执行的先后顺序排列。 当操作被打断时,返回空值 nil 。
通过调用DISCARD,客户端可以清空事务队列,并放弃执行事务, 并且客户端会从事务状态中退出。
UNWATCH命令可以取消watch对所有key的监控。
Redis的事务总是具有ACID中的一致性和隔离性,其他特性是不支持的。

生产环境中的 redis 是怎么部署的?
redis cluster,10 台机器,5 台机器部署了 redis 主实例,另外 5 台机器部署了 redis 的从实例,每个主实例挂了一个从实例,5 个节点对外提供读写服务,每个节点的读写高峰qps可能可以达到每秒 5 万,5 台机器最多是 25 万读写请求/s。
机器是什么配置?32G 内存+ 8 核 CPU + 1T 磁盘,但是分配给 redis 进程的是10g内存,一般线上生产环境,redis 的内存尽量不要超过 10g,超过 10g 可能会有问题。
5 台机器对外提供读写,一共有 50g 内存。
因为每个主实例都挂了一个从实例,所以是高可用的,任何一个主实例宕机,都会自动故障迁移,redis 从实例会自动变成主实例继续提供读写服务。
你往内存里写的是什么数据?每条数据的大小是多少?商品数据,每条数据是 10kb。100 条数据是 1mb,10 万条数据是 1g。常驻内存的是 200 万条商品数据,占用内存是 20g,仅仅不到总内存的 50%。目前高峰期每秒就是 3500 左右的请求量。
其实大型的公司,会有基础架构的 team 负责缓存集群的运维。

说说Redis哈希槽的概念?
Redis集群没有使用一致性hash,而是引入了哈希槽的概念,Redis集群有16384个哈希槽,每个key通过CRC16校验后对16384取模来决定放置哪个槽,集群的每个节点负责一部分hash槽。
Redis集群会有写操作丢失吗?为什么?
Redis并不能保证数据的强一致性,这意味这在实际中集群在特定的条件下可能会丢失写操作。
Redis集群之间是如何复制的? 异步复制
Redis集群最大节点个数是多少? 16384个
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。
Redis是单线程的,如何提高多核CPU的利用率?
可以在同一个服务器部署多个Redis的实例,并把他们当作不同的服务器来使用,在某些时候,无论如何一个服务器是不够的, 所以,如果你想使用多个CPU,你可以考虑一下分片(shard)。

为什么要做Redis分区?
分区可以让Redis管理更大的内存,Redis将可以使用所有机器的内存。如果没有分区,你最多只能使用一台机器的内存。分区使Redis的计算能力通过简单地增加计算机得到成倍提升,Redis的网络带宽也会随着计算机和网卡的增加而成倍增长。

你知道有哪些Redis分区实现方案?
客户端分区就是在客户端就已经决定数据会被存储到哪个redis节点或者从哪个redis节点读取。大多数客户端已经实现了客户端分区。
代理分区 意味着客户端将请求发送给代理,然后代理决定去哪个节点写数据或者读数据。代理根据分区规则决定请求哪些Redis实例,然后根据Redis的响应结果返回给客户端。redis和memcached的一种代理实现就是Twemproxy查询路由(Query routing) 的意思是客户端随机地请求任意一个redis实例,然后由Redis将请求转发给正确的Redis节点。Redis Cluster实现了一种混合形式的查询路由,但并不是直接将请求从一个redis节点转发到另一个redis节点,而是在客户端的帮助下直接redirected到正确的redis节点。

Redis分区有什么缺点?
涉及多个key的操作通常不会被支持。例如你不能对两个集合求交集,因为他们可能被存储到不同的Redis实例(实际上这种情况也有办法,但是不能直接使用交集指令)。
同时操作多个key,则不能使用Redis事务.
分区使用的粒度是key,不能使用一个非常长的排序key存储一个数据集(The partitioning granularity is the key, so it is not possible to shard a dataset with a single huge key like a very big sorted set)
当使用分区的时候,数据处理会非常复杂,例如为了备份你必须从不同的Redis实例和主机同时收集RDB / AOF文件。
分区时动态扩容或缩容可能非常复杂。Redis集群在运行时增加或者删除Redis节点,能做到最大程度对用户透明地数据再平衡,但其他一些客户端分区或者代理分区方法则不支持这种特性。然而,有一种预分片的技术也可以较好的解决这个问题。

分布式问题

Redis实现分布式锁
Redis为单进程单线程模式,采用队列模式将并发访问变成串行访问,且多客户端对Redis的连接并不存在竞争关系Redis中可以使用SETNX命令实现分布式锁。
当且仅当 key 不存在,将 key 的值设为 value。 若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作SETNX 是『SET if Not eXists』(如果不存在,则 SET)的简写。
返回值:设置成功,返回 1 。设置失败,返回 0 。
使用SETNX完成同步锁的流程及事项如下:
使用SETNX命令获取锁,若返回0(key已存在,锁已存在)则获取失败,反之获取成功
为了防止获取锁后程序出现异常,导致其他线程/进程调用SETNX命令总是返回0而进入死锁状态,需要为该key设置一个“合理”的过期时间
释放锁,使用DEL命令将锁数据删除

如何解决 Redis 的并发竞争 Key 问题
所谓 Redis 的并发竞争 Key 的问题也就是多个系统同时对一个 key 进行操作,但是最后执行的顺序和我们期望的顺序不同,这样也就导致了结果的不同!
推荐一种方案:分布式锁(zookeeper 和 redis 都可以实现分布式锁)。(如果不存在 Redis 的并发竞争 Key 问题,不要使用分布式锁,这样会影响性能)
基于zookeeper临时有序节点可以实现的分布式锁。大致思想为:每个客户端对某个方法加锁时,在zookeeper上的与该方法对应的指定节点的目录下,生成一个唯一的瞬时有序节点。 判断是否获取锁的方式很简单,只需要判断有序节点中序号最小的一个。 当释放锁的时候,只需将这个瞬时节点删除即可。同时,其可以避免服务宕机导致的锁无法释放,而产生的死锁问题。完成业务流程后,删除对应的子节点释放锁。在实践中,当然是从以可靠性为主。所以首推Zookeeper。

分布式Redis是前期做还是后期规模上来了再做好?为什么?
既然Redis是如此的轻量(单实例只使用1M内存),为防止以后的扩容,最好的办法就是一开始就启动较多实例。即便你只有一台服务器,你也可以一开始就让Redis以分布式的方式运行,使用分区,在同一台服务器上启动多个实例。
一开始就多设置几个Redis实例,例如32或者64个实例,对大多数用户来说这操作起来可能比较麻烦,但是从长久来看做这点牺牲是值得的。
这样的话,当你的数据不断增长,需要更多的Redis服务器时,你需要做的就是仅仅将Redis实例从一台服务迁移到另外一台服务器而已(而不用考虑重新分区的问题)。一旦你添加了另一台服务器,你需要将你一半的Redis实例从第一台机器迁移到第二台机器。

什么是 RedLock
Redis 官方站提出了一种权威的基于 Redis 实现分布式锁的方式名叫 Redlock,此种方式比原先的单节点的方法更安全。它可以保证以下特性:
安全特性:互斥访问,即永远只有一个 client 能拿到锁
避免死锁:最终 client 都可能拿到锁,不会出现死锁的情况,即使原本锁住某资源的 client crash 了或者出现了网络分区
容错性:只要大部分 Redis 节点存活就可以正常提供服务

缓存雪崩
缓存雪崩是指缓存同一时间大面积的失效,所以,后面的请求都会落到数据库上,造成数据库短时间内承受大量请求而崩掉。
解决方案
缓存数据的过期时间设置随机,防止同一时间大量数据过期现象发生。一般并发量不是特别多的时候,使用最多的解决方案是加锁排队。给每一个缓存数据增加相应的缓存标记,记录缓存的是否失效,如果缓存标记失效,则更新数据缓存。
缓存穿透
缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据,导致所有的请求都落到数据库上,造成数据库短时间内承受大量请求而崩掉。
解决方案
接口层增加校验,如用户鉴权校验,id做基础校验,id<=0的直接拦截;从缓存取不到的数据,在数据库中也没有取到,这时也可以将key-value对写为key-null,缓存有效时间可以设置短点,如30秒(设置太长会导致正常情况也没法使用)。这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击采用布隆过滤器,将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的 bitmap 中,一个一定不存在的数据会被这个 bitmap 拦截掉,从而避免了对底层存储系统的查询压力

缓存击穿
缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据(一般是缓存时间到期),这时由于并发用户特别多,同时读缓存没读到数据,又同时去数据库去取数据,引起数据库压力瞬间增大,造成过大压力。和缓存雪崩不同的是,缓存击穿指并发查同一条数据,缓存雪崩是不同数据都过期了,很多数据都查不到从而查数据库。
解决方案
设置热点数据永远不过期。
加互斥锁,互斥锁

缓存预热
缓存预热就是系统上线后,将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。这样就可以避免在用户请求的时候,先查询数据库,然后再将数据缓存的问题!用户直接查询事先被预热的缓存数据!
解决方案
直接写个缓存刷新页面,上线时手工操作一下;
数据量不大,可以在项目启动的时候自动进行加载;
定时刷新缓存;

缓存降级
当访问量剧增、服务出现问题(如响应时间慢或不响应)或非核心服务影响到核心流程的性能时,仍然需要保证服务还是可用的,即使是有损服务。系统可以根据一些关键数据进行自动降级,也可以配置开关实现人工降级。
缓存降级的最终目的是保证核心服务可用,即使是有损的。而且有些服务是无法降级的(如加入购物车、结算)。
在进行降级之前要对系统进行梳理,看看系统是不是可以丢卒保帅;从而梳理出哪些必须誓死保护,哪些可降级;比如可以参考日志级别设置预案:
一般:比如有些服务偶尔因为网络抖动或者服务正在上线而超时,可以自动降级;
警告:有些服务在一段时间内成功率有波动(如在95~100%之间),可以自动降级或人工降级,并发送告警;
错误:比如可用率低于90%,或者数据库连接池被打爆了,或者访问量突然猛增到系统能承受的最大阀值,此时可以根据情况自动降级或者人工降级;
严重错误:比如因为特殊原因数据错误了,此时需要紧急人工降级。
服务降级的目的,是为了防止Redis服务故障,导致数据库跟着一起发生雪崩问题。因此,对于不重要的缓存数据,可以采取服务降级策略,例如一个比较常见的做法就是,Redis出现问题,不去数据库查询,而是直接返回默认值给用户。
热点数据和冷数据
热点数据,缓存才有价值
对于冷数据而言,大部分数据可能还没有再次访问到就已经被挤出内存,不仅占用内存,而且价值不大。频繁修改的数据,看情况考虑使用缓存
对于热点数据,比如我们的某IM产品,生日祝福模块,当天的寿星列表,缓存以后可能读取数十万次。再举个例子,某导航产品,我们将导航信息,缓存以后可能读取数百万次。
数据更新前至少读取两次,缓存才有意义。这个是最基本的策略,如果缓存还没有起作用就失效了,那就没有太大价值了。
那存不存在,修改频率很高,但是又不得不考虑缓存的场景呢?有!比如,这个读取接口对数据库的压力很大,但是又是热点数据,这个时候就需要考虑通过缓存手段,减少数据库的压力,比如我们的某助手产品的,点赞数,收藏数,分享数等是非常典型的热点数据,但是又不断变化,此时就需要将数据同步保存到Redis缓存,减少数据库压力。

缓存热点key
缓存中的一个Key(比如一个促销商品),在某个时间点过期的时候,恰好在这个时间点对这个Key有大量的并发请求过来,这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存,这个时候大并发的请求可能会瞬间把后端DB压垮。
解决方案
对缓存查询加锁,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,然后等解锁后返回数据或者进入DB查询

常用工具

Redis支持的Java客户端都有哪些?官方推荐用哪个?
Redisson、Jedis、lettuce等等,官方推荐使用Redisson。

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)。

Jedis与Redisson对比有什么优缺点?
Jedis是Redis的Java实现的客户端,其API提供了比较全面的Redis命令的支持;Redisson实现了分布式和可扩展的Java数据结构,和Jedis相比,功能较为简单,不支持字符串操作,不支持排序、事务、管道、分区等Redis特性。Redisson的宗旨是促进使用者对Redis的关注分离,从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。

如何保证缓存与数据库双写时的数据一致性?
你只要用缓存,就可能会涉及到缓存与数据库双存储双写,你只要是双写,就一定会有数据一致性的问题,那么你如何解决一致性问题?
一般来说,就是如果你的系统不是严格要求缓存+数据库必须一致性的话,缓存可以稍微的跟数据库偶尔有不一致的情况,最好不要做这个方案,读请求和写请求串行化,串到一个内存队列里去,这样就可以保证一定不会出现不一致的情况
串行化之后,就会导致系统的吞吐量会大幅度的降低,用比正常情况下多几倍的机器去支撑线上的一个请求。
还有一种方式就是可能会暂时产生不一致的情况,但是发生的几率特别小,就是先更新数据库,然后再删除缓存。

Redis常见性能问题和解决方案?
Master最好不要做任何持久化工作,包括内存快照和AOF日志文件,特别是不要启用内存快照做持久化。
如果数据比较关键,某个Slave开启AOF备份数据,策略为每秒同步一次。
为了主从复制的速度和连接的稳定性,Slave和Master最好在同一个局域网内。
尽量避免在压力较大的主库上增加从库
Master调用BGREWRITEAOF重写AOF文件,AOF在重写的时候会占大量的CPU和内存资源,导致服务load过高,出现短暂服务暂停现象。
为了Master的稳定性,主从复制不要用图状结构,用单向链表结构更稳定,即主从关系为:Master<–Slave1<–Slave2<–Slave3…,这样的结构也方便解决单点故障问题,实现Slave对Master的替换,也即,如果Master挂了,可以立马启用Slave1做Master,其他不变。

Redis如何做大量数据插入?
Redis2.6开始redis-cli支持一种新的被称之为pipe mode的新模式用于执行大量数据插入工作。

假如Redis里面有1亿个key,其中有10w个key是以某个固定的已知的前缀开头的,如果将它们全部找出来?
使用keys指令可以扫出指定模式的key列表。
对方接着追问:如果这个redis正在给线上的业务提供服务,那使用keys指令会有什么问题?
这个时候你要回答redis关键的一个特性:redis的单线程的。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。

使用Redis做过异步队列吗,是如何实现的
使用list类型保存数据信息,rpush生产消息,lpop消费消息,当lpop没有消息时,可以sleep一段时间,然后再检查有没有信息,如果不想sleep的话,可以使用blpop, 在没有信息的时候,会一直阻塞,直到信息的到来。redis可以通过pub/sub主题订阅模式实现一个生产者,多个消费者,当然也存在一定的缺点,当消费者下线时,生产的消息会丢失。

Redis如何实现延时队列
使用sortedset,使用时间戳做score, 消息内容作为key,调用zadd来生产消息,消费者使用zrangbyscore获取n秒之前的数据做轮询处理。

Redis回收进程如何工作的?
一个客户端运行了新的命令,添加了新的数据。
Redis检查内存使用情况,如果大于maxmemory的限制, 则根据设定好的策略进行回收。
一个新的命令被执行,等等。
所以我们不断地穿越内存限制的边界,通过不断达到边界然后不断地回收回到边界以下。
如果一个命令的结果导致大量内存被使用(例如很大的集合的交集保存到一个新的键),不用多久内存限制就会被这个内存使用量超越。

Redis回收使用的是什么算法?
LRU算法

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