这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 10 天

Redis-刨根问底：

redis在企业中常用作一个缓存中间件，这里通过30问，解读redis的知识点。

1.什么时Redis:

k-v数据库，c语言编写，遵循BSD协议，基于内存也可持久化的日志数据库，广泛应用到数据库，缓存，消息中间件。支持事务持久化，lua脚本和集群方案等。

2.Redis优缺点：

优点：

• 内存操作，性能高，100kB/s的读写速度
• 高并发，10万级别的并发读写
• 主从模式，读写分离
• 丰富数据类型
• 支持持久化，不会丢失数据

缺点：

• 数据库容量受内存限制，不能实现海量数据的高性能写
• 不支持复杂逻辑查询，存储相对简单
• 有持久化能力，但是更多时也给disk-backed功能，相对传统意义上的持久化有所区别

3.mecache和redis区别：

4.redis支持的数据类型

基本数据类型：

• String
• hash
• list
• set
• zset

高级数据类型：

• hyperLogLog：
• Geo：
• BitMap：二进制字符串，可以进行位操作，方便统计用户数据

5.Redis中String类型的实现原理

底层实现了简单动态字符串类型(Simple Dynamic String,SDS)来表示String类型。没有用c语言自带的。

• 避免缓冲区溢出，可以通过len判断空间是否满足。
• 获取字符串长度的复杂度1较低
• 减少内存分配次数
• 兼容c字符串喊出，可以重写c语言库的一些函数。

6.Redis为何直接内存存储：

为了更快的读写速度，开启持久化可以异步方式将数据写入磁盘，因此redis可以快速和持久化。不受IO影响，redis开启了虚拟内存功能功能，会把不常用的数据写入磁盘。

7.redis如何进行内存优化

• 使用hash表：效率很高
• 根据业务使用bitmap：
• 利用共享0-9999整型对象池：共享数据，节约空间
• 合理内存回收，过期数据清理

8.如何实现分布式锁：

1.通过INCR，

2.通过SETNX，

3.通过SET，

9.高性能原因：

• 基于内存
• 数据结构简单，操作方便，
• 单线程，避免浪费上下文切换，竞争条件，等
• 使用了多路IO模型，和非阻塞IO
• redis的VM机制。

10.redis持久化方式

1.RDB(redis database)持久化：

默认持久化机制，按照一定时间将内存中的数据以快照的方式保存到磁盘，生成一个.rdb文件，save 来调节快照周期。

fork和cow：

执行bgsave会fork一个主进程，然后子进程将数据复制到临时.rdb文件中，复制完成后再将原来的文件替换掉。

cow就是copy-on-write,主线程时才会写操作会拷贝一份数据，执行写操作。

优点：

• 只有一个dump.rdb
• 容错性好
• 性能好
• RDB是紧凑的二进制文件，加载效率高。

缺点：

• 数据丢失，在持久化间隔中宕机会数据丢失
• fork子进程，数据集大时，可能导致服务器间歇性停止服务。

2.AOF(Append Only File)持久化

追加文件，些命令会记录在AOF文件中，对文件写入不会马上同步到磁盘中，而是先在缓冲区，同步选项有三种配置方式：

• always：同步刷盘
• everysec：每秒刷盘，最多丢失一秒数据
• no，系统控制，性能好

通过使用bgrewriteaof命令可以将AOF文件进行压缩，也可以自动触发。

优点：

• 持久化，数据安全 最多丢失一次。
• append追加，服务器宕机，也可以恢复。
• rewrite模式，节约空间

缺点：

• 生成文件大
• 启动效率低对比RDB，
• 需要定期执行重写操作来降低文件体机，

11.过期删除策略

1.定时删除：计时器，浪费cpu

2.惰性删除：使用的时候看是否过期，浪费内存

3.定期删除：折中。

12.同步机制：

Redis 主从同步分为增量同步和全量同步Redis 会先尝试进行增量同步，如果不成功则会进行全量同步。

增量同步：只同步写操作到从机

全量同步：先发送psync指令到主服务器，主服务器进行bgsave，将后续修改操作记录到buffer中，然后将bgsave全量同步到从服务器，从服务器会将RDB快照加载到内存到后到磁盘，然后同步期间的修改操作，然后完成全量同步。

13.Redis淘汰策略：

设有过期时间

• volatile-lru：尝试回收最少使用的键
• volatile-random：回收随机的键
• volatile-ttl：优先回收存活时间较短的键

没有过期时间

• allkey-lru：尝试回收最少使用的键
• allkeys-random：回收随机的键
• noeviction：当内存达到限制并且客户端尝试执行新增，会返回错误

基本原理规则：

• 如果数据呈现幂律分布，也就是一部分数据访问频率高，一部分数据访问频率低，则使用 allKeys-lru
• 如果数据呈现平等分布，也就是所有的数据访问频率大体相同，则使用 allKeys-random
• 关于 lru 策略，Redis中并不会准确的删除所有键中最近最少使用的键，而是随机抽取5个键（个数由参数maxmemory-samples决定，默认值是5），删除这5个键中最近最少使用的键。

14.Redis的常见问题

缓存穿透：缓存穿透是指缓存和数据库上都没有的数据，导致所有请求都落到数据库上，造成数据库短时间内承受大量的请求而导致宕机

缓存击穿：缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据（一般是缓存时间到期），就会导致所有请求都落到数据库上，造成数据库段时间内承受大量的请求而宕机·

缓存雪崩：缓存雪崩是指大量缓存同一时间内大面积失效，后面的请求都会落到数据库上，造成数据库段时间无法承受大量的请求而宕掉