Redis常见问题

1、什么是redis？

Redis 是 C 语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）的内存数据库，可以用作数据库、缓存、消息中间件等。它是一种 NoSQL的数据库。

性能优秀，数据在内存中，读写速度非常快，支持并发 10W QPS。

单进程单线程，是线程安全的，采用 IO 多路复用机制。

丰富的数据类型，支持字符串、散列、列表、集合、有序集合等。

支持数据持久化。可以将内存中数据保存在磁盘中，重启时加载。

主从复制，哨兵，高可用。

可以用作分布式锁。

可以作为消息中间件使用，支持发布订阅。

2、redis的数据类型都有哪些？

redis有以下几种常用的基本类型。

string：常用命令：set，get，setnx 功能：缓存。

list：常用命令：lpush（压入元素），linsert（指定元素前后插入元素），lset 功能：是一个双向链表，可以通过 lpush 和 rpop 写入和读取消息，做简单的消息队列。

hash：常用命令：hset，hget  功能：单点登录，存储用户信息。

set：常用命令：sadd（添加元素），scard（）获取成员的数量  功能：全局去重功能，可以实现交集、并集等操作，从而实现共同好友等功能。

sorted Set（和set类似但是可以排序）：常用命令：zadd，zcard  功能：有序性操作，可以对数据进行排序，可应用于排行榜等。

Bitmap：位图，Redis的位图是一种特殊的字符串数据类型，它可以存储一系列二进制位。位图可以进行位操作，如设置、获取和计数位的操作。它适用于一些特定的应用场景，如统计用户在线状态、记录用户活跃度等。

3、redis的缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿和哨兵？

缓存雪崩：

什么是雪崩：缓存一般都是定时任务去刷新，假如redis的数据在同一时刻全部失效，这个时候正好有大量用户涌入，造成数据库崩溃。

如何避免雪崩：在批量往redis中存数据的时候，把每个key的失效时间都加一个随机值。

如果是集群，将数据均匀的分布到不同的redis库也可避免。

或者是设置热点数据永不过期。

缓存穿透：当查询的数据在redis和数据库中都不存在的时候-----解决：将空值设置到缓存，并设置较短的过期时间或者是在业务前进行验证脏数据。

缓存击穿：频繁的去查询访问一个热点数据，当这个数据失效的时候，会有一大批请求访问数据库，造成数据库挂机----解决：可以设置热点数据永不过期，或者是加互斥锁。

哨兵：通过发送命令，让redis服务器返回监控及运行状态，包括主服务器和从服务器。当哨兵检测到master宕机，会自动将从切换成主，然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让他们切换主机。 

4、redis为什么快？

（1）完全基于内存，数据存在内存中，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速，跟传统的磁盘文件数据存储相比，避免了通过磁盘IO读取到内存这部分的开销。

（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，每种数据结构都有一种或多种数据结构来支持。Redis正是依赖这些灵活的数据结构，来提升读取和写入的性能。

（3）采用单线程，省去了很多上下文切换的时间以及CPU消耗，不存在竞争条件，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，也不会出现死锁而导致的性能消耗。

（4）使用基于IO多路复用机制的线程模型，可以处理并发的链接。

5、redis的持久化

redis的持久化有两种方式：

• RDB（快照）方式持久化（默认）

• AOF持久化

6、RDB的持久化是怎么实现的？

RDB的持久化是将某个时间点的所有数据都放到磁盘上，他的缺点是：如果系统发生故障，将会丢失最后一次创建快照之后的数据。如果数据量很大，保存快照的时间会很长。

快照方式在redis的配置如下：

#在900秒(15分钟)之后，如果至少有1个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。
save 900 1              

#在300秒(5分钟)之后，如果至少有10个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。
save 300 10            

#在60秒(1分钟)之后，如果至少有10000个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。
save 60 10000      

   

创建快照的方式有以下几种：

BGSAVE命令 ：客户端向Redis发送 BGSAVE命令 来创建一个快照。对于支持BGSAVE命令的平台来说（基本上所有平台支持，除了Windows平台），Redis会调用fork来创建一个子进程，然后子进程负责将快照写入硬盘，而父进程则继续处理命令请求。

SAVE命令 ：客户端还可以向Redis发送 SAVE命令 来创建一个快照，接到SAVE命令的Redis服务器在快照创建完毕之前不会再响应任何其他命令。SAVE命令不常用，我们通常只会在没有足够内存去执行BGSAVE命令的情况下，又或者即使等待持久化操作执行完毕也无所谓的情况下，才会使用这个命令。

save选项 ：如果用户设置了save选项（一般会默认设置），比如 save 60 10000，那么从Redis最近一次创建快照之后开始算起，当“60秒之内有10000次写入”这个条件被满足时，Redis就会自动触发BGSAVE命令。

SHUTDOWN命令 ：当Redis通过SHUTDOWN命令接收到关闭服务器的请求时，或者接收到标准TERM信号时，会执行一个SAVE命令，阻塞所有客户端，不再执行客户端发送的任何命令，并在SAVE命令执行完毕之后关闭服务器。

一个Redis服务器连接到另一个Redis服务器：当一个Redis服务器连接到另一个Redis服务器，并向对方发送SYNC命令来开始一次复制操作的时候，如果主服务器目前没有执行BGSAVE操作，或者主服务器并非刚刚执行完BGSAVE操作，那么主服务器就会执行BGSAVE命令。

7、AOF的持久化是怎么实现？

AOF持久化是将写命令添加到AOF文件的末尾。

与快照持久化相比，AOF持久化 的实时性更好，因此已成为主流的持久化方案。默认情况下Redis没有开启AOF（append only file）方式的持久化，可以通过appendonly参数开启：

appendonly yes

开启AOF持久化后每执行一条会更改Redis中的数据的命令，Redis就会将该命令写入硬盘中的AOF文件。AOF文件的保存位置和RDB文件的位置相同，都是通过dir参数设置的，默认的文件名是appendonly.aof

8、如何选择合适的持久化方式？

一般来说， 如果想达到足以媲美PostgreSQL的数据安全性，应该同时使用两种持久化功能。在这种情况下，当 Redis 重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据，因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整。

如果非常关心数据， 但仍然可以承受数分钟以内的数据丢失，那么可以只使用RDB持久化。

有很多用户都只使用AOF持久化，但并不推荐这种方式，因为定时生成RDB快照（snapshot）非常便于进行数据库备份， 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比AOF恢复的速度要快，除此之外，使用RDB还可以避免AOF程序的bug。

如果只希望数据在服务器运行的时候存在，也可以不使用任何持久化方式。

9、redis过期key的删除策略？

立即删除：立即删除能保证内存中数据的最大新鲜度，因为它保证过期键值会在过期后马上被删除，其所占用的内存也会随之释放。但是立即删除对cpu是最不友好的。因为删除操作会占用cpu的时间，如果刚好碰上了cpu很忙的时候，比如正在做交集或排序等计算的时候，就会给cpu造成额外的压力。

而且目前redis事件处理器对时间事件的处理方式–无序链表，查找一个key的时间复杂度为O(n),所以并不适合用来处理大量的时间事件。

惰性删除：惰性删除是指，某个键值过期后，此键值不会马上被删除，而是等到下次被使用的时候，才会被检查到过期，此时才能得到删除。所以惰性删除的缺点很明显:浪费内存。dict字典和expires字典都要保存这个键值的信息。

举个例子，对于一些按时间点来更新的数据，比如log日志，过期后在很长的一段时间内可能都得不到访问，这样在这段时间内就要拜拜浪费这么多内存来存log。这对于性能非常依赖于内存大小的redis来说，是比较致命的。

定时删除：从上面分析来看，立即删除会短时间内占用大量cpu，惰性删除会在一段时间内浪费内存，所以定时删除是一个折中的办法。定时删除是：每隔一段时间执行一次删除操作，并通过限制删除操作执行的时长和频率，来减少删除操作对cpu的影响。另一方面定时删除也有效的减少了因惰性删除带来的内存浪费。