【Redis 系列】Redis 常问简单面试题
咱们一起来看看 redis 常问常用的面试题
Redis 是个啥？
http://www.redis.cn/ redis 中文网给了很明确且清晰的定义
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Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统
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Redis 可以用作数据库、缓存和消息中间件
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支持的数据结构有 8 种
字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets）， bitmaps， hyperloglogs 和 geospatial
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https://blog.csdn.net/2401_87878486/article/details/144143953?spm=1001.2014.3001.5501
使用 redis 有什么益处？
- 存取的数据都非常快，redis 的数据是直接在内存中操作的
- 特性丰富：可用于缓存，消息队列，等等
- 支持 8 种 数据类型
Redis 为什么这么快嘞？
首先 redis 是单线程的，很多人认为单线程就一定慢，多线程就一定快，这是一个误解
- redis 使用多路 I/O 复用模型，非阻塞 的 IO
- 采用单线程，就不会有上下文切换的消耗，不用去考虑加锁和解锁的事情，没有竞争资源出现的性能消耗
- 数据结构很简单，上述 8 种 数据类型，一学就会
- 操作 redis 的数据，基本是在妥妥的操作内存，必须快
Redis 可以持久化吗？可以的话，持久化的方式有哪些？
可以持久化，有 2 种方式， RDB 和 AOF ， redis 默认是支持 RDB 持久化
- RDB 持久化方式
在指定时间间隔内将内存中的数据集快照写入到磁盘中，这就是快照 snapshot ，恢复快照的时候，是把快照文件读入到内存中。
redis 通过 fork 的方式创建一个子进程来专门做持久化的动作
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优势
- 适合大规模的数据恢复
- 对数据的完整性要求不高
劣势
- 需要在一定的时间间隔进行操作，如果 redis 意外宕机，最后一次写入的数据就会丢失
- fork 子进程的时候需要占用一定的空间
- AOF 持久化方式
AOF 是 redis 的另外一种持久化方式，以日志的形式记录每一个写操作，将 redis 执行过的写操作全部记录下来，只允许追加文件，不允许改写文件
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优势
- 每一次操作 reids 都会被记录，文件的完整性好
- 每秒同步一次，可能会丢失一秒的数据
- 从不同步，这个效率是最高的
劣势
- 相对于数据文件来说，aof 文件会远大于 rdb 文件，修复的速度也比 rdb 文件慢
- aof 运行的效率比 rdb 慢，所以 redis 默认的配置是 rdb 持久化
Redis 应用场景有哪些嘞？
- 简单的消息队列
简单的消息队列做发布订阅的功能，使用到 redis 中 List 数据结构，可以通过 lpush 和 rpop 写入和读取消息，这个仅仅适用于简单的消息队列，如果数据量大，要求数据一致性，性能要好等等，当然首选专业的消息队列组件
- 用于缓存
将经常需要访问的数据访问 redis 中，并且要设置好 redis 的内存最大限制和删除 key 的策略
- 用于计数器
例如网页访问量，点赞量等等，redis 支持自增和自减操作，数据都是在内存中，很适合做计数
- 做分布式锁
redis 自带的命令 SETNX ，天然可以做分布式锁，用于管控多个节点的有序运行，当然 redis 自己也提供了 RedLock 给大家使用
RedLock 是个啥
Redis 官方站提供的基于 Redis 实现分布式锁的方式，它有如下特性：
- 容错性
只要大部分 Redis 节点存活就可以正常提供服务
- 安全特性
RedLock 是互斥访问的，永远只有一个 redis 客户端能拿到锁，执行操作
- 避免死锁
最终 redis 客户端都可能拿到锁，不会出现死锁的情况
- 做排行榜
使用 zset 做排行榜，top xx 等应用
- 做共同关注，做发现身边的好友
redis 提供集合 set ，可以计算出共同的好友，共同的兴趣，等等应用
Redis 的删除过期的 key 是如何处理的？
有 3 种方式：
- 定时过期
定时过期，就是每当设置一个 key 的时候，都给这个 key 设置对应的定时器，当这个 key ttl 到期时，就将这个 key 删除掉
每个 key 都设置了过期时间就要弄一个定时器，这样非常消耗 cpu 资源，进而影响 redis 性能
- 定期过期
定期过期，就是设置每隔一段时间，扫描 redis 中设置过期时间的 key，并且删除掉其中已经过期的 key。
- 惰性过期
惰性过期，就是每当访问这个 key 的时候，才去判断这个 key 是否失效，失效就删掉，若不访问，则这个 key 就一直存在内存中，会占用大量的内存
Redis 事务的本质是什么？
就是一组命令的集合，一个事务中所有的命令都会被序列化，在事务执行的过程，是按照顺序执行命令的，他们拥有
- 一次性
- 顺序性
- 排他性
redis 的事务没有隔离级别的概念
redis 事务中，命令是这样执行的
命令放在事务中，并没有马上执行，而是发起执行命令的时候才会执行，通过 exec 触发
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redis 是单条指令保证原子性，但是事务不保证原子性
执行一个事务的流程是这个样子的：
- multi 开启事务
- 各种命令入队
- exec 执行事务
事务的 ACID 分别指的是什么？
- Atomicity 原子性
原子性指的是，事务是一个不可分割的整体，要么一起成功，要么一起失败
- Consistency 一致性
执行事务前和执行事务后，数据的完整性都必须保持一致
- Isolation 隔离性
多个事务同时在处理的时候，互不干扰，互补影响，各玩各的
- Durability 持久性
指的是，事务一旦被提交，那么影响的数据是持久性的
Redis 主从复制的原理是什么？
Slave 启动成功连接到 master 后会发送一个 sync 命令
master 收到命令后，启动后台存盘进程，同时收集所有接收到用于修改数据库集命令，在后台进程执行完毕后，master 进程将传送整个数据文件给到 slave ，并完成一次同步
全量复制
slave 服务接收到 master 传过来的数据后，将其存盘并加载到内存
增量复制
master 将新的收集到的所有修改的命令依次传递给 slave ，并完成同步
一旦重新连接 master 节点，一次完全的全量同步就会被执行
哨兵模式是干啥的？
哨兵模式，主要是用于实现 redis 集群的高可用
因为使用主从复制的方式，当 redis 主机宕机时，没有办法选举出一个主机出来，哨兵模式可以
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哨兵的作用：
- 通过发送命令，Redis 服务器返回监控状态信息，包括主服务器和从服务器的
- 若哨兵检测到主服务器宕机，会自动将slave 切换 master，然后通过发布订阅通知其他从服务器，修改配置文件，让他成为主机
主观下线
如果 master 服务器宕机了，那么其中一个哨兵就会检测到，系统并不会马上执行 failover 的过程，仅仅是当前这个哨兵，判断 master 不可用，这个就是主观下线
客观下线
集群中一般哨兵也是集群的，若部署了 3 个哨兵
当其他两个哨兵也发现 master 服务器不可用的时候，那么哨兵之间就会产生投票，具体的投票算法我们后续再写，投票的结构由一个哨兵发起，进行 failover 故障转移的操作，切换成功之后，就会通过发布订阅模式，让每一个监控的哨兵把自己监控的服务器切换到这个 master 服务器上， 这个就是 客观下线