2022-Java 后端工程师面试指南 -(Redis）

说说什么是 redis 吧

Redis 是一个开放源代码（BSD 许可）的内存中数据结构存储，用作数据库，缓存和消息代理。它支持数据结构，例如字符串，哈希，列表，集合，带范围查询的排序集合，位图，超日志，带有半径查询和流的地理空间索引。Redis 具有内置的复制，Lua 脚本，LRU 逐出，事务和不同级别的磁盘持久性，并通过 Redis Sentinel 和 Redis Cluster 自动分区提供了高可用性。

说说 Redis 有哪些优缺点

优点

• 性能优异， Redis 能读的速度是 110000 次/s，写的速度是 81000 次/s。

• 数据持久化，支持 AOF 和 RDB 两种持久化方式。

• 事务，Redis 的所有操作都是原子性的，同时 Redis 还支持对几个操作合并后的原子性执行。

• 结构丰富，除了支持 string 类型的 value 外还支持 hash、set、zset、list 等数据结构。

• 主从复制，主机会自动将数据同步到从机，可以进行读写分离。

缺点

• 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。

• 宕机，宕机前有部分数据未能及时同步到从机，切换 IP 后还会引入数据不一致的问题，降低了系统的可用性。

• redis 较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。为避免这一问题，运维人员在系统上线时必须确保有足够的空间，这对资源造成了很大的浪费。

说说为啥要用缓存

主要是为了提高系统的吞吐量，应对高并发，高性能场景

为什么要用 Redis 而不用 map/guava 做缓存?

• Java 实现的 Map 是本地缓存，如果有多台实例(机器)的话，每个实例都需要各自保存一份缓存，缓存不具有一致性

• Redis 实现的是分布式缓存，如果有多台实例(机器)的话，每个实例都共享一份缓存，缓存具有一致性。

• Java 实现的 Map 不是专业做缓存的，JVM 内存太大容易挂掉的。一般用做于容器来存储临时数据，缓存的数据随着 JVM 销毁而结束。Map 所存储的数据结构，缓存过期机制等等是需要程序员自己手写的。

• Redis 是专业做缓存的，可以用几十个 G 内存来做缓存。Redis 一般用作于缓存，可以将缓存数据保存在硬盘中，Redis 重启了后可以将其恢复。原生提供丰富的数据结构、缓存过期机制等等简单好用的功能。

Redis 为什么这么快

1、完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。数据存在内存中，类似于 HashMap，HashMap 的优势就是查找和操作的时间复杂度都是 O(1)；

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；

3、采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗（绝大多数的瓶颈不在 cpu）

4、使用多路 I/O 复用模型，非阻塞 IO；

5、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 ，使用了 resp 协议

聊聊 resp 协议吧

Redis 是 Redis 序列化协议，Redis 客户端 RESP 协议与 Redis 服务器通信。Redis 协议在以下几点之间做出了折衷：

• 简单的实现

• 快速地被计算机解析

• 简单得可以能被人工解析

其实就是一个二进制的序列化协议，举几个简单的例子哈在 RESP 中，某些数据的类型取决于第一个字节：

“+”代表简单字符串 Simple Strings

“+”代表错误类型

“:”代表整数

基于这种协议的话，其实我们可以自己去实现一个 redis 的客户端