Redis高频面试题及答案（肝一天的总结）

Redis面试题汇总

• Redis语法

1. redis支持的数据结构？

       答：支持字符串、哈希、list、set、soredset等数据结构

      2.redis如何实现string，这样实现有什么好处？

      答：摘选自《Redis的设计与实现》

 

好处：（1）可以常数复杂度获取字符串长度

（2）杜绝缓冲区溢出

（3）减少修改字符串时，带来的内存分配次数

   3.redis的hash怎么实现的？rehash过程讲一下；

答：如图所示，index就是索引位置

 

Rehash过程：哈希结构如图所示

 

（1）为ht[1]分配空间：空间大小如下：

     <1>若是扩展大小：分配大小=(第一个大于等于ht[0]*used*2)的2的n次方的数；<2>若是缩小大小：分配大小=（第一个大于等于ht[0]*used）的 2的n次方的数；

（2）将ht[0]保存的所有键值对重建计算计算索引值，保存到ht[1];

（3）全部迁移之后，将ht[0]置为空，释放ht[0]，把ht[1]设置为ht[0]，并在ht[1]新建一个空白哈希表，为下一次rehash准备。

  4.Redis的zset实现原理是什么？为什么不用红黑树来实现？

答：zset的底层结构同时使用了字典与跳跃表的；

红黑树是一种存在于内存中的结构，可以保证在最坏的情况下，对红黑树进行例如search，insert，以及delete等基本的动态集合操作的时间复杂度为O(lg n)。而跳跃表则是一种随机性的结构，所以在跳表中的搜索、插入、删除操作的时间复杂度就都为O(logn)，但在最坏的情况下，它的时间复杂性又会变成O(n)

5.讲讲redis里面的哈希表？

答：哈希结构如图所示：

 

哈希表节点如图所示：

Redis持久化

1. RDB和AOF都是什么，AOF日志量太大时redis如何处理？

答：RDB与AOF是redis的两种持久化策略，由于redis是基于内存的数据库，存储的数据为了防止丢失，需要持久化到硬盘中；

RDB是一种redis数据快照的持久化策略，在一定条件下，备份这个条件下时间点的redis数据,，是redis默认的持久化策略。

AOF是一种存储redis的命令的持久化方式，存储符合redis协议格式的命令数据；

如果AOF日志文件超过一定的大小限制，则会出发AOF的重写机制，重写过程：redis创建新的AOF文件，同时操作的命令会继续追加到现有的AOF文件中，如果新的文件创建完毕，就会从旧的文件切换到新的文件，继续在新的文件追加命令。

比较两种持久化方式：

方式	触发条件	实现过程	优点	缺点
RDB	1.自定义的配置的快照规则； 2.使用save或者bgsave命令 3.执行flushall命令 4.执行主从复制操作	1.redis进程调用操作系统的fork创建子进程； 2.子进程将内存中数据写入硬盘的临时文件中； 3.写入完毕后，临时文件替换掉旧的rdb文件；	1.最大化redis的性能，持久化操作交给子进程完成 2.速度比较快，方便传输，因为保存的压缩的二进制数据	1.若redis突然异常退出，则最后一刻的数据不能持久化 2.fork过程出现耗时的情况下，造成redis服务端一段时间停止处理客户端请求；
AOF	1.手动开启持久化； 2.每次执行更快数据库的命令都会触发AOF持久化	1.更改redis数据库的命令会添加到操作系统的缓冲机制中 2.从缓冲中再写入到磁盘的aof	1.可以及时持久化redis的数据； 2.持久化文件易懂易理解	1.降低了redis服务端的性能； 2.通过AOF恢复数据没有RDB方式的速度快

3Redis主从复制

• 1. redis的哨兵模式是什么？

  答：哨兵模式是在主从复制模式中用于监控master的状态，可以实现master与slaver服务器的切换，保证系统的可用，主要作用：监控master状态、提醒、自动故障迁移

2. redis哨兵怎么选举主节点？

  答：（1）哨兵leader选举过程：

 当哨兵发现监控的master主观下线，会向其他哨兵发送is-master-down-by-addr,征求判断并将自己设置为领导者，如果哨兵发现选举的票数大于n/2+1，就会成为领导者，否则继续选举

     （2）选slave节点为master的过程:

找到优先级最高的slave>复制偏移量最大的>run_id最小的slave

Redis集群

1.  redis集群有哪些玩法，各自优缺点，场景？

   答：codis方式的集群：一种代理模式，代理服务器负责转发redis客户端的请求，并分发给多个redis服务器节点：

Redis-cluster: redis官方提供的集群方式，是一种去中心化的集群，客户端可访问任意节点，每个节点都存储了其他节点的信息；

2.  redis cluster有没有了解过，怎么做到高可用的？

   答：redis cluster 是redis官方提供的一种去中心化的集群方式，所有节点通过ping-pong机制互联，内部使用二进制协议优化传输速度，客户端直接连接节点，不需要连接每个节点。

   保证高可用：如果其中某个节点挂掉了，则会将哈希槽跟给挂掉的slave，并设置为新的master节点，

 

3.  redis cluster原理是什么？

   答：Redis 集群中内置了 16384个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点

4.  一个key值如何在redis集群中找到存储在哪里

   答：使用crc16算法计算key对应的值，然后除以16384求余数得到对应的哈希槽，再根据哈希槽分布得出key所在的节点

Redis应用

1. redis key的过期淘汰机制？

  答：（1）定时过期：设置过期时间，定时删除，会占用大量CPU资源处理过期数据，从而影响服务器的缓存相应和吞吐量；

（2）惰性过期：当key被访问时，判断key是否已经过期，过期就清除，但是若某个key一直不被访问，就不会清除，从而会占用内存空间；

（3）定期过期：每隔一定的时间，扫描expires字典中过期的key，然后清除

2. 你们redis用在了什么地方？

答：（1）内存数据库（登录信息、购物车信息、用户浏览记录等）

（2）缓存服务器（商品数据、广告数据等等）（最多使用）

（3）解决分布式集群架构中的 session 分离问题（ session 共享）

（3）任务队列（秒杀、抢购、12306等等）

（5）分布式锁的实现

（6）支持发布订阅的消息模式

（7）应用排行榜(有序集合)

（8）网站访问统计

（9）数据过期处理（可以精确到毫秒）

3. 为什么要使用Redis，有什么好处  

答：（1）是单线程的内存数据库，不存在线程安全问题

（2）最多支持并发10w QPS请求，因为底层采用了多路IO复用

（3）相比memcache这种专业的缓存技术，具有更高的读写性能，支持丰富的数据类型

4. 讲下redis存穿透？

  答：大量请求的key在redis中对应的value一定不存在，大量请求就会直接请求数据库，造成数据库压力突然变大，解决方案是对查询为空的情况设置值并设置过期时间

5. 讲一下缓存雪崩？

答：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。

6. redis单线程为什么快

   答：（1）redis的数据直接存储在内存中，绝大部分请求是直接操作内存；

（2）采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不用考虑多进程或多线程切换消耗的cpu，不考虑锁的问题，

（3）使用多路I/O复用模型，非阻塞IO

7. redis分布式锁实现？

答：串行访问使用setnx命令

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

8. Redis的并发竞争问题如何解决？

答：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，

可以使用分布式锁，保持请求访问key是串行的

9. redis作为高速缓存和数据库的数据一致性的问题

   答：（1）数据库进行更新操作之前清空缓存，更新之后也清空缓存；

 （2）使用消息队列，串行化执行

10. 如果redis作为分布式锁的时候，主节点挂掉了，但是数据还没有同步到从节点，这种情况怎么办？

   答：使用RedLock