Redis面试（三）

1.Redis报内存不足怎么处理

Redis内存不足的集中处理方式：

• 修改配置文件redis.cof的maxmemory参数，增加Redis的可用内存
• 通过命令修改set maxmemory动态设置内存上限
• 修改内存淘汰策略，及时释放内存
• 使用Redis集群，及时进行扩容

2.Redis的过期回收策略

• 惰性删除： 惰性删除是指当我们查询key的时候才对key进行检测，如果已经达到过期时间，则删除，显然有一个缺点就是如果过期的key没有被访问，那么就会一直不被删除，而一直占用内存。
• 定期删除：定期删除是指Redis每隔一段时间对数据库做一次检查，删除里面的过期key，由于不可能做轮询key，所以Redis是每次随机抽取一下key做检查

3.Redis有哪些内存溢出控制策略

内存达到maxmemory上限时候会触发响应的控制策略，Redis支持6种策略

• noeviction： 默认策略，不会删除任何数据，拒绝写入任何数据并且返回错误信息，此时Redis只响应读操作
• volatile-lru：根据lru算法设置了超时属性的值，知道腾出足够的空间为止，如果没有可删除的健对象，回退到noeviction策略。
• allkeys-lru：根据LRU算法删除健，不管数据有没有设置超时属性，直到特腾出足够空间为止
• allkeys-random：随机删除所有的健，直到腾出空间为止。
• volatile-random：随机删除过期的健，直到腾出足够的空间
• volatile-ttl：根据键值属性，删除最近将要过期的数据，如果没有回退到noeviction策略。

4.Redis阻塞？怎么解决

• API或者数据结构不合理
  通常Redis执行命令速度非常快，但是不合理的使用命令，可能会导致执行速度变慢，导致阻塞，特别在高并发的时候，应该尽量避免在大对象执行算法复杂度超过O(n)的。
  对慢查询的处理分为两步
  1.使用查询show log get{n}命令可以获取最近的n条慢查询命令
  2.发现慢查询后可从以下两个方向优化
  - 修改为低算法的复杂度的命令，如hgetall改为hmget等，禁用keys，sort命令等
  - 调整大对象：缩短大对象数据或者把大对象进行拆分为多个小对象，防止一次命令操作过多的数据。

• CPU饱和问题
  单线程的Redis处理命令时候只使用一个CPU，CPU饱和是指Redis单核CPU使用率接近100%。
  处理步骤如下：
  1.判断当前Redis并发量是否已经到达极限
  2.如果当前并发QPs是已经几万+，那么可能已经到极限，可能需要做集群的水平化扩容来分担压力。
  3.如果QPS只有几十，几百那么可能就要排查命令和内存的使用。

• 持久化相关的阻塞
  对于开起了持久化功能的Redis节点，需要排查是否是持久化导致的阻塞。
  1.fork阻塞：fork发生在RDB和AOF重写的时，Redis主线程调用fork操作产生共享，由子进程完成持久化文件重写工作，如果fork操作本身耗时长，必然会导致主线程的阻塞。
  2.AOF刷盘阻塞：当我们开启AoF持久化的时候，文件的刷盘方式一般采用每秒一次，后台线程每秒对AOF文件做fsync操作，当硬盘压力过大，fsync需要等待直到写入完成，如果主线程发现距离上一次的fsync成功超过两秒，为了安全性它会阻塞直到后台线程完成fsync操作。
  3.Hugepage写操作阻塞：对于开启Transparent HugePages的 操作系统，每次写命令引起的复制内存页单位由4K变为2MB，放大了512 倍，会拖慢写操作的执行时间，导致大量写操作慢查询

5.大key问题

大key情况：

• 单个key存储的value很大，超过10KB
• hash，set，zset，list储存过多的元素（以万为单位）

大key会造成什么情况

• 客户端耗时增加，甚至超时
• 对大key进行IO操作时，会严重占用带宽和CPU造成Redis集群中数据倾斜。
• 主动删除，被动删除可能会造成阻塞。

如何找到大key

• bigkeys命令：使用bigkeys命令以遍历的方式分析Redis实例中的所有key，并返回整体统计信息并返回每个数据类型中Top1的大key
• redis-db-tools：：redis-rdb-tools是由Python写的用来分析Redis的rdb快照文件用的工具，它可以把rdb快照文件生
  成json文件或者生成报表用来分析Redis的使用详情

如何处理大key

删除大key

• 当Redis版本大于4.0时，可使用UNLINK命令安全地删除大Key，该命令能够以非阻塞的方式，逐步地清理
  传入的Key。
• 当Redis版本小于4.0时，避免使用阻塞式命令KEYS，而是建议通过SCAN命令执行增量迭代扫描key，然后判
  断进行删除。
  压缩和拆分key
• 当vaule是string时，比较难拆分，则使用序列化、压缩算法将key的大小控制在合理范围内，但是序列化和
  反序列化都会带来更多时间上的消耗。
• 当value是string，压缩之后仍然是大key，则需要进行拆分，一个大key分为不同的部分，记录每个部分的
  key，使用multiget等操作实现事务读取。
• 当value是list/set等集合类型时，根据预估的数据规模来进行分片，不同的元素计算后分到不同的片。

6.使用Redis如何实现异步队列

• 使用list作为消息队列，lpush生产消息，rpop消费消息
  这种方式，消费者死循环rpop从队列中消费消息，即使队列里面没有消息，也会进行rpop，导致redis的CPU消耗；可以通过让消费者休眠的方式来处理，但是这样又会有消息延迟的问题。
  
• 使用list作为消息队列，lpush生产消息，brpop进行消费消息
  brpop是rpop的阻塞版本，list为空的时候，他会一直阻塞，直到list中有消息或者超时，但这种方式只能进行一对一的消息队列。
  
• 使用Redis的pub/sub来进行消息的发布/订阅
  发布/订阅模式可以1：N的消息发布/订阅，发布者将消息发布到指定的频道，订阅响应频道的客户端都能收到消息。
  
  但是这种消息是不可靠的，不保证订阅者一定能收到消息，也不进行消息的存储，所以一般的异步消息队列还是交给专业的消息队列。

7.Redis支持事务吗

Redis提供了简单的事务，但是它对事务ACID的支持并不完备。
multi命令表示事务的开始，exec命令表示事务结束。Redis事务的原理，是所有的指令在 exec 之前不执行，而是缓存在
服务器的一个事务队列中，服务器一旦收到 exec 指令，才开执行整个事务队列，执行完毕后一次性返回所有指令的运
行结果
Redis事务为什么不支持回滚
Redis的事务不支持回滚
如果执行的命令有语法错误，Redis 会执行失败，这些问题可以从程序层面捕获并解决。但是如果出现其他问题，则
依然会继续执行余下的命令。
这样做的原因是因为回滚需要增加很多工作，而不支持回滚则可以保持简单、快速的特性。

8.Redis实现分布式了解吗

Redis是分布式锁本质上要实现的目标就是在 Redis 里面占一个“茅坑”，当别的进程也要来占时，发现已经有人蹲
在那里了，就只好放弃或者稍后再试。

• V1：setnx命令
  占坑一般使用的是setnx（set if not exists）指令，只允许被一个客户端占，用完了在调用对del指令释放。
  但是有个问题如果逻辑执行到中间出现了异常，可能会导致del指令没有被调用，陷入了死锁。

• V2锁超时释放
  所以在拿到锁之后，再给锁加上一个过期时间，比如5秒，这样即使服务中间出现异常也可以保证5秒之后锁会自动释放。

• V3:set指令
  这个问题在Redis 2.8版本中得到了解决，这个版本加入了set 指令的扩展参数，使得 setnx和expire指令可以一起执
  行

9.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，如何将它们全部找出来

使用 keys 指令可以扫出指定模式的 key 列表。但是要注意 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指
keys 令长。