Redis面试题

1.  Redis的特点？

Redis 是由意大利人 Salvatore Sanfilippo开发的一款内存高速缓存数据库。Redis 全称为：Remote Dictionary Server（远程数据服务），该软件使用C语言编写，典型的NoSQL数据库服务器，Redis是一个key-value存储系统，它支持丰富的数据类型，如：string、list、set、zset(sorted set)、hash。 

Redis本质上是一个Key-Value类型的内存数据库，很像memcached，整个  数据库统统加载在内存当中进行操作，定期通过异步操作把数据库数据flush到硬盘 上进行保存。因为是纯内存操作，Redis的性能非常出色，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。 

Redis的出色之处不仅仅是性能，Redis最大的魅力是支持保存多种数据结构，此外单 个 value 的最大限制是1GB，不像  memcached只能保存1MB的数据，另外Redis  也可以对存入的Key-Value设置expire时间。 Redis 的主要缺点是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.  为什么redis需要把所有数据放到内存中？

Redis为了达到最快的读写速度将数据都读到内存中，并通过异步的方式将数据写入磁盘。所以redis具有快速和数据持久化的特征。如果不将数据放在内存中，磁盘 I/O 速度为严重影响 redis 的性能。在内存越来越便宜的今天，redis将会越来越受欢迎。如果设置了最大使用的内存，则数据已有记录数达到内存限值后不能继续插入新值。 

3.  Redis常见的性能问题都有哪些？如何解决？

（1）、Master写内存快照，save命令调度rdbSave函数，会阻塞主线程的工作，当快照比较大时对性能影响是非常大的，会间断性暂停服务，所以Master最好不要写内存快照。 

（2）、Master AOF持久化，如果不重写AOF文件，这个持久化方式对性能的影响是最小的，但是AOF文件会不断增大，AOF文件过大会影响Master重启的恢复速度。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。 

（3）、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。 

（4）、Redis 主从复制的性能问题，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 

4.  Redis最适合的场景有哪些？

（1）、会话缓存（Session Cache） 

（2）、全页缓存（FPC） 

（3）、队列 

（4）、排行榜/计数器 

（5）、发布/订阅 

5.  Memcache与Redis的区别都有哪些？

（1）、存储方式不同，Memcache是把数据全部存在内存中，数据不能超过内存的大小，断电后数据库会挂掉。

Redis有部分存在硬盘上，这样能保证数据的持久性。 

（2）、数据支持的类型不同    memcahe对数据类型支持相对简单，redis有复杂的数据类型。 

（3）、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。 

（4）、支持的value大小不一样    redis最大可以达到1GB，而memcache只有1MB。 

6.  Redis用过RedisNX吗？Redis有哪几种数据结构？

反正我是不知道 redisnx 是什么，度娘也不清楚，如果面试中问道自己没有接触过或者没有听过的技术可以直接大胆的告诉他，没有接触过，或者没有听过。 

Redis的数据结构有五种，分别是： 

String——字符串 
String 数据结构是简单的  key-value 类型，value 不仅可以是  String，也可以是数字（当数字类型用  Long 可以表示的时候encoding 就是整型，其他都存储在  sdshdr 当做字符串）。 

Hash——字典 
在  Memcached 中，我们经常将一些结构化的信息打包成  hashmap，在客户端序列化后存储为一个字符串的值（一般是  JSON 格式），比如用户的昵称、年龄、性别、积分等。 

List——列表 
List 说白了就是链表（redis 使用双端链表实现的  List），相信学过数据结构知识的人都应该能理解其结构。 

Set——集合 
Set 就是一个集合，集合的概念就是一堆不重复值的组合。利用  Redis 提供的  Set 数据结构，可以存储一些集合性的数据。 

Sorted Set——有序集合 
和Sets相比，Sorted Sets是将  Set 中的元素增加了一个权重参数  score，使得集合中的元素能够按  score 进行有序排列， 

1.  带有权重的元素，比如一个游戏的用户得分排行榜 

2.比较复杂的数据结构，一般用到的场景不算太多 

7.  Redis的优缺点

优点： 

a)  性能极高 –  Redis 能支持超过  100K+ 每秒的读写频率。 

b)  丰富的数据类型 –  Redis 支持二进制案例的  Strings, Lists, Hashes, Sets 及  Ordered Sets数据类型操作。 c)  原子 –  Redis 的所有操作都是原子性的，同时  Redis 还支持对几个操作全并后的原子性执行。 

attention原子性定义：例如，A想要从自己的帐户中转1000块钱到B的帐户里。那个从A开始转帐，到转帐结束的这一个过程，称之为一个事务。如果在 A 的帐户已经减去了 1000 块钱的时候，忽然发生了意外，比如停电什么的，导致转帐事务意外终止了，而此时 B 的帐户里还没有增加 1000 块钱。那么，我们称这个操作失败了，要进行回滚。回滚就是回到事务开始之前的状态，也就是回到 A 的帐户还没减 1000 块的状态，B 的帐户的原来的状态。此时A的帐户仍然有3000块，B的帐户仍然有2000块。我们把这种要么一起成功（A帐户成功减少1000，同时B帐户成功增加1000），要么一起失败（A帐户回到原来状态，B帐户也回到原来状态）的操作叫原子性操作。如果把一个事务可看作是一个程序,它要么完整的被执行,要么完全不执行，这种特性就叫原子性。 

·d）丰富的特性 –  Redis 还支持  publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。 

缺点： 
  a）. 由于是内存数据库，所以，单台机器，存储的数据量，跟机器本身的内存大小。虽然redis本身有key过期策略，但是还是需要提前预估和节约内存。如果内存增长过快，需要定期删除数据。 

  b). 如果进行完整重同步，由于需要生成 rdb 文件，并进行传输，会占用主机的 CPU，并会消耗现网的带宽。

不过redis2.8版本，已经有部分重同步的功能，但是还是有可能有完整重同步的。比如，新上线的备机。 

  c). 修改配置文件，进行重启，将硬盘中的数据加载进内存，时间比较久。在这个过程中，redis不能 提供服务。 

8.  Redis的持久化

RDB 持久化：该机制可以在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照（point-in-time snapshot）。 

AOF 持久化：记录服务器执行的所有写操作命令，并在服务器启动时，通过重新执行这些命令来还原数据集。  AOF 文件中的命令全部以  Redis 协议的格式来保存，新命令会被追加到文件的末尾。  Redis 还可以在后台对  AOF 文件进行重写（rewrite），使得  AOF 文件的体积不会超出保存数据集状态所需的实际大小 
无持久化：让数据只在服务器运行时存在。 

同时应用  AOF 和  RDB：当  Redis 重启时， 它会优先使用  AOF 文件来还原数据集， 因为  AOF 文件保存的数据集通常比  RDB 文件所保存的数据集更完整。 

RDB的优缺点： 
优点：RDB 是一个非常紧凑（compact）的文件，它保存了  Redis 在某个时间点上的数据集。 这种文件非常适合用于进行备份： 比如说，你可以在最近的  24 小时内，每小时备份一次  RDB 文件，并且在每个月的每一天，也备份一个  RDB 文件。 这样的话，即使遇上问题，也可以随时将数据集还原到不同的版本。RDB 非常适用于灾难恢复（disaster recovery）：它只有一个文件，并且内容都非常紧凑，可以（在加密后）将它传送到别的数据中心，或者亚马逊  S3 中。RDB 可以最大化  Redis 的性能：父进程在保存  RDB 文件时唯一要做的就是  fork 出一个子进程，然后这个子进程就会处理接下来的所有保存工作，父进程无须执行任何磁盘  I/O 操作。RDB 在恢复大数据集时的速度比  AOF 的恢复速度要快。 

缺点：如果你需要尽量避免在服务器故障时丢失数据，那么  RDB 不适合你。 虽然  Redis 允许你设置不同的保存点（save point）来控制保存  RDB 文件的频率， 但是， 因为RDB 文件需要保存整个数据集的状态， 所以它并不是一个轻松的操作。 因此你可能会至少  5 分钟才保存一次  RDB 文件。 在这种情况下， 一旦发生故障停机， 你就可能会丢失好几分钟的数据。每次保存  RDB 的时候，Redis 都要  fork() 出一个子进程，并由子进程来进行实际的持久化工作。 在数据集比较庞大时，  fork() 可能会非常耗时，造成服务器在某某毫秒内停止处理客户端； 如果数据集非常巨大，并且  CPU 时间非常紧张的话，那么这种停止时间甚至可能会长达整整一秒。  AOF的优缺点。 

优点： 
1、使用  AOF 持久化会让  Redis 变得非常耐久（much more durable）：你可以设置不同的  fsync 策略，比如无  fsync ，每秒钟一次  fsync ，或者每次执行写入命令时  fsync 。  AOF 的默认策略为每秒钟  fsync 一次，在这种配置下，Redis 仍然可以保持良好的性能，并且就算发生故障停机，也最多只会丢失一秒钟的数据（  fsync 会在后台线程执行，所以主线程可以继续努力地处理命令请求）。AOF 文件是一个只进行追加操作的日志文件（append only log）， 因此对  AOF 文件的写入不需要进行  seek ， 即使日志因为某些原因而包含了未写入完整的命令（比如写入时磁盘已满，写入中途停机，等等），  redis-check-aof 工具也可以轻易地修复这种问题。 

2、Redis 可以在  AOF 文件体积变得过大时，自动地在后台对  AOF 进行重写： 重写后的新  AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的，因为  Redis 在创建新  AOF 文件的过程中，会继续将命令追加到现有的  AOF 文件里面，即使重写过程中发生停机，现有的  AOF 文件也不会丢失。 而一旦新  AOF 文件创建完毕，Redis 就会从旧  AOF 文件切换到新  AOF 文件，并开始对新  AOF 文件进行追加操作。 

缺点： 
对于相同的数据集来说，AOF 文件的体积通常要大于  RDB 文件的体积。根据所使用的  fsync 策略，AOF 的速度可能会慢于  RDB 。 在一般情况下， 每秒  fsync 的性能依然非常高， 而关闭  fsync 可以让  AOF 的速度和  RDB 一样快， 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时，RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间（latency）。 

AOF 在过去曾经发生过这样的  bug ： 因为个别命令的原因，导致  AOF 文件在重新载入时，无法将数据集恢复成保存时的原样。 （举个例子，阻塞命令  BRPOPLPUSH 就曾经引起过这样的  bug 。） 测试套件里为这种情况添加了测试： 它们会自动生成随机的、复杂的数据集， 并通过重新载入这些数据来确保一切正常。 虽然这种  bug 在 AOF 文件中并不常见， 但是对比来说，  RDB 几乎是不可能出现这种  bug 的。