redis相关问题

1、概述：

        1. 非关系型数据库

        2. 是分布式缓存数据库

        3. 使用 key -value结构存储

2、作用：

        用作缓存降低数据库压力，提高性能；可以用作消息队列（削峰、解耦、异步调用）

3、基础语法：

基础命令

连接服务端

redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379

切换库

select 库名（0-15，默认0）

设置有效时长

expire key seconds

退出redis

exit

关闭redis服务

shutdown

4、存储结构：

string（get、set、del）
hash
list
set
zset

5、redis 是什么？都有哪些使用场景？

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。
Redis 使用场景：
数据高并发的读写
海量数据的读写
对扩展性要求高的数据

6、redis 有哪些功能？

数据缓存功能
分布式锁的功能
支持数据持久化
支持事务
支持消息队列

7、redis 和 memecache 有什么区别？

memcached所有的值均是简单的字符串，redis作为其替代者，支持更为丰富的数据类型
redis的速度比memcached快很多
redis可以持久化其数据

8、redis 为什么是单线程的？

因为 cpu 不是 Redis 的瓶颈，Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且 cpu 又不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。
关于 Redis 的性能，官方网站也有，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。
而且单线程并不代表就慢 nginx 和 nodejs 也都是高性能单线程的代表。

9、什么是缓存穿透？怎么解决？

缓存穿透：指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时需要从数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。
解决方案：最简单粗暴的方法如果一个查询返回的数据为空（不管是数据不存在，还是系统故障），我们就把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。

10、redis 支持的 java 客户端都有哪些？

Redisson、Jedis、lettuce等等，官方推荐使用Redisson。

11、怎么保证缓存和数据库数据的一致性？

合理设置缓存的过期时间。
新增、更改、删除数据库操作时同步更新 Redis，可以使用事物机制来保证数据的一致性。

12、redis 持久化有几种方式？

Redis 的持久化有两种方式，或者说有两种策略：
RDB（Redis Database）：指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储。
AOF（Append Only File）：每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。

13、redis 怎么实现分布式锁？

Redis 分布式锁其实就是在系统里面占一个“坑”，其他程序也要占“坑”的时候，占用成功了就可以继续执行，失败了就只能放弃或稍后重试。
占坑一般使用 setnx(set if not exists)指令，只允许被一个程序占有，使用完调用 del 释放锁。

14、redis 分布式锁有什么缺陷？

Redis 分布式锁不能解决超时的问题，分布式锁有一个超时时间，程序的执行如果超出了锁的超时时间就会出现问题。

15、redis 如何做内存优化？

尽可能使用散列表（hashes），散列表（是说散列表里面存储的数少）使用的内存非常小，所以你应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。
比如你的web系统中有一个用户对象，不要为这个用户的名称，姓氏，邮箱，密码设置单独的key,而是应该把这个用户的所有信息存储到一张散列表里面。

16、redis 淘汰策略有哪些？
 

volatile-lru：
从已设置过期时间的数据集（server. db[i]. expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰。

volatile-ttl：
从已设置过期时间的数据集（server. db[i]. expires）中挑选将要过期的数据淘汰。

volatile-random：
从已设置过期时间的数据集（server. db[i]. expires）中任意选择数据淘汰。

allkeys-lru：
从数据集（server. db[i]. dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰。

allkeys-random：
从数据集（server. db[i]. dict）中任意选择数据淘汰。

no-enviction（驱逐）：
禁止驱逐数据。

17、redis 常见的性能问题有哪些？该如何解决？

主服务器写内存快照，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，所以主服务器最好不要写内存快照。
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，主从库最好在同一个局域网内。

18、Redis 如何设置密码及验证密码？

设置密码：config set requirepass 123456
授权密码：auth 123456

19、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。

20、Redis 集群的主从复制模型是怎样的？

为了使在部分节点失败或者大部分节点无法通信的情况下集群仍然可用，所以集群使用了主从复制模型,每个节点都会有 N-1 个复制品.

21、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。

22、Redis 集群之间是如何复制的？

异步复制

23、Redis 集群最大节点个数是多少？

16384 个。

24、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。

25、怎么测试 Redis 的连通性？

ping

26、Redis 中的管道有什么用？

一次请求/响应服务器能实现处理新的请求即使旧的请求还未被响应。这样就可以将多个命令发送到服务器，而不用等待回复，最后在一个步骤中读取该答复。
这就是管道（pipelining），是一种几十年来广泛使用的技术。例如许多 POP3 协议已经实现支持这个功能，大大加快了从服务器下载新邮件的过程。

27、怎么理解 Redis 事务？

 事务是一个单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
事务是一个原子操作：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。

28、Redis 事务相关的命令有哪几个？

MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH

29、Redis key 的过期时间和永久有效分别怎么设置？

EXPIRE 和 PERSIST 命令。

30、Redis 如何做内存优化？

尽可能使用散列表（hashes），散列表（是说散列表里面存储的数少）使用的内存非常小，所以你应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。
比如你的 web 系统中有一个用户对象，不要为这个用户的名称，姓氏，邮箱，密码设置单独的 key,而是应该把这个用户的所有信息存储到一张散列表里面。

31、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。
Redi 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。

32、缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩解决方案？

缓存穿透：
指查询一个一定不存在的数据，如果从存储层查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到 DB 去查询，可能导致 DB 挂掉。
解决方案：1.查询返回的数据为空，仍把这个空结果进行缓存，但过期时间会比较短；2.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 DB 的查询。
缓存击穿：
对于设置了过期时间的 key，缓存在某个时间点过期的时候，恰好这时间点对这个 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 DB 压垮。
解决方案：1.使用互斥锁：当缓存失效时，不立即去 load db，先使用如 Redis 的 setnx 去设置一个互斥锁，当操作成功返回时再进行 load db 的操作并回设缓存，否则重试 get 缓存的方法。2.永远不过期：物理不过期，但逻辑过期（后台异步线程去刷新）。
缓存雪崩：
设置缓存时采用了相同的过期时间，导致缓存在某一时刻同时失效，请求全部转发到 DB，DB 瞬时压力过重雪崩。与缓存击穿的区别：雪崩是很多 key，击穿是某一个key 缓存。
解决方案：将缓存失效时间分散开，比如可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如 1-5 分钟随机，这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低，就很难引发集体失效的事件。

33、在选择缓存时，什么时候选择 redis，什么时候选择 memcached

选择 redis 的情况：
1、复杂数据结构，value 的数据是哈希，列表，集合，有序集合等这种情况下，会选择redis,因为 memcache 无法满足这些数据结构，最典型的的使用场景是，用户订单列表，用户消息，帖子评论等。
2、需要进行数据的持久化功能，但是注意，不要把 redis 当成数据库使用，如果 redis挂了，内存能够快速恢复热数据，不会将压力瞬间压在数据库上，没有 cache 预热的过程。对于只读和数据一致性要求不高的场景可以采用持久化存储
3、高可用，redis 支持集群，可以实现主动复制，读写分离，而对于 memcache 如果想要实现高可用，需要进行二次开发。
4、存储的内容比较大，memcache 存储的 value 最大为 1M。选择 memcache 的场景：
1、纯 KV,数据量非常大的业务，使用 memcache 更合适，原因是，
a)memcache 的内存分配采用的是预分配内存池的管理方式，能够省去内存分配的时间，redis 是临时申请空间，可能导致碎片化。
b)虚拟内存使用，memcache 将所有的数据存储在物理内存里，redis 有自己的 vm 机制，理论上能够存储比物理内存更多的数据，当数据超量时，引发 swap,把冷数据刷新到磁盘上，从这点上，数据量大时，memcache 更快
c)网络模型，memcache 使用非阻塞的 IO 复用模型，redis 也是使用非阻塞的 IO 复用模型，但是 redis 还提供了一些非 KV 存储之外的排序，聚合功能，复杂的 CPU 计算，会阻塞整个 IO 调度，从这点上由于 redis 提供的功能较多，memcache 更快些
d) 线程模型，memcache 使用多线程，主线程监听，worker 子线程接受请求，执行读写，这个过程可能存在锁冲突。redis 使用的单线程，虽然无锁冲突，但是难以利用多核的特性提升吞吐量。

34、缓存与数据库不一致怎么办

假设采用的主存分离，读写分离的数据库，
如果一个线程 A 先删除缓存数据，然后将数据写入到主库当中，这个时候，主库和从库同步没有完成，线程 B 从缓存当中读取数据失败，从从库当中读取到旧数据，然后更新至缓存，这个时候，缓存当中的就是旧的数据。
发生上述不一致的原因在于，主从库数据不一致问题，加入了缓存之后，主从不一致的时间被拉长了
处理思路：在从库有数据更新之后，将缓存当中的数据也同时进行更新，即当从库发生了
数据更新之后，向缓存发出删除，淘汰这段时间写入的旧数据。

35、主从数据库不一致如何解决

场景描述，对于主从库，读写分离，如果主从库更新同步有时差，就会导致主从库数据的不一致
1、忽略这个数据不一致，在数据一致性要求不高的业务下，未必需要时时一致性
2、强制读主库，使用一个高可用的主库，数据库读写都在主库，添加一个缓存，提升数据读取的性能。
3、选择性读主库，添加一个缓存，用来记录必须读主库的数据，将哪个库，哪个表，哪个主键，作为缓存的 key,设置缓存失效的时间为主从库同步的时间，如果缓存当中有这个数据，直接读取主库，如果缓存当中没有这个主键，就到对应的从库中读取。

36、Redis 常见的性能问题和解决方案

1、master 最好不要做持久化工作，如 RDB 内存快照和 AOF 日志文件
2、如果数据比较重要，某个 slave 开启 AOF 备份，策略设置成每秒同步一次
3、为了主从复制的速度和连接的稳定性，master 和 Slave 最好在一个局域网内
4、尽量避免在压力大得主库上增加从库
5、主从复制不要采用网状结构，尽量是线性结构，Master<--Slave1<----Slave2 ....

37、Redis 的数据淘汰策略有哪些

voltile-lru 从已经设置过期时间的数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰
voltile-ttl 从已经设置过期时间的数据库集当中挑选将要过期的数据
voltile-random 从已经设置过期时间的数据集任意选择淘汰数据
allkeys-lru 从数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰
allkeys-random 从数据集中任意选择淘汰的数据
no-eviction 禁止驱逐数据

38、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。

39、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。

40、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。

41、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。