Redis面试题

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1、为什么使用缓存?

使用缓存的目的就是提升读写性能。而实际业务场景下,更多的是为了提升读性能,带来更高的并发量。

Redis 的读写性能比 Mysql 好的多,我们就可以把 Mysql 中的热点数据缓存到 Redis 中,提升读取性能,同时也减轻了 Mysql 的读取压力。

2、使用 Redis 有哪些好处?

具有以下好处:

  • 读取速度快,因为数据存在内存中,所以数据获取快;
  • 支持多种数据结构,包括字符串、列表、集合、有序集合、哈希等;
  • 支持事务,且操作遵守原子性,即对数据的操作要么都执行,要么都不执行;
  • 还拥有其他丰富的功能,队列、主从复制、集群、数据持久化等功能

3、什么是 Redis?

Redis 是一个开源(BSD 许可)、基于内存、支持多种数据结构的存储系统,可以作为数据库、缓存和消息中间件。

它支持的数据结构有字符串(strings)、哈希(hashes)、列表(lists)、集合(sets)、有序集合(sorted sets)等,除此之外还支持 bitmaps、hyperloglogs 和地理空间(geospatial )索引半径查询等功能。

它内置了复制(Replication)、LUA 脚本(Lua scripting)、LRU 驱动事件(LRU eviction)、事务(Transactions)和不同级别的磁盘持久化(persistence)功能,并通过 Redis 哨兵(哨兵)和集群(Cluster)保证缓存的高可用性(High availability)

4、为什么 Redis 单线程模型效率也能那么高?

  1. C语言实现,效率高
  1. 纯内存操作
  2. 基于非阻塞的IO复用模型机制
  3. 单线程的话就能避免多线程的频繁上下文切换问题
  4. 丰富的数据结构(全称采用hash结构,读取速度非常快,对数据存储进行了一些优化,比如亚索表,跳表等)

5、为什么 Redis 需要把所有数据放到内存中?

Redis 将数据放在内存中有一个好处,那就是可以实现最快的对数据读取,如果数据存储在硬盘中,磁盘 I/O 会严重影响 Redis 的性能。而且 Redis 还提供了数据持久化功能,不用担心服务器重启对内存中数据的影响。其次现在硬件越来越便宜的情况下,Redis 的使用也被应用得越来越多,使得它拥有很大的优势。

6、Redis 的同步机制了解是什么?

Redis 支持主从同步、从从同步。如果是第一次进行主从同步,主节点需要使用 bgsave 命令,再将后续修改操作记录到内存的缓冲区,等 RDB 文件全部同步到复制节点,复制节点接受完成后将RDB 镜像记载到内存中。等加载完成后,复制节点通知主节点将复制期间修改的操作记录同步到复制节点,即可完成同步过程。

7、pipeline 有什么好处,为什么要用 pipeline?

使用 pipeline(管道)的好处在于可以将多次 I/O 往返的时间缩短为一次,但是要求管道中执行的指令间没有因果关系。

用 pipeline 的原因在于可以实现请求/响应服务器的功能,当客户端尚未读取旧响应时,它也可以处理新的请求。如果客户端存在多个命令发送到服务器时,那么客户端无需等待服务端的每次响应才能执行下个命令,只需最后一步从服务端读取回复即可。

8、说一下 Redis 有什么优点和缺点

优点

  • 速度快:因为数据存在内存中,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) 。
  • 支持丰富的数据结构:支持 String ,List,Set,Sorted Set,Hash 五种基础的数据结构。
  • 持久化存储:Redis 提供 RDB 和 AOF 两种数据的持久化存储方案,解决内存数据库最担心的万一 Redis 挂掉,数据会消失掉
  • 高可用:内置 Redis Sentinel ,提供高可用方案,实现主从故障自动转移。 内置 Redis Cluster ,提供集群方案,实现基于槽的分片方案,从而支持更大的 Redis 规模。
  • 丰富的特性:Key过期、计数、分布式锁、消息队列等。

缺点

  • 由于 Redis 是内存数据库,所以,单台机器,存储的数据量,跟机器本身的内存大小。虽然Redis 本身有 Key 过期策略,但是还是需要提前预估和节约内存。如果内存增长过快,需要定期删除数据。
  • 如果进行完整重同步,由于需要生成 RDB 文件,并进行传输,会占用主机的 CPU ,并会消耗现网的带宽。不过 Redis 2.8 版本,已经有部分重同步的功能,但是还是有可能有完整重同步的。比如,新上线的备机。
  • 修改配置文件,进行重启,将硬盘中的数据加载进内存,时间比较久。在这个过程中, Redis不能提供服务

9、Redis 缓存刷新策略有哪些?

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10、Redis 持久化方式有哪些?以及有什么区别?

Redis 提供两种持久化机制 RDB 和 AOF 机制:

RDB 持久化方式

是指用数据集快照的方式半持久化模式)记录 redis 数据库的所有键值对,在某个时间点将数据写入一个临时文件,持久化结束后,用这个临时文件替换上次持久化的文件,达到数据恢复。

优点:

  • 只有一个文件 dump.rdb ,方便持久化。
  • 容灾性好,一个文件可以保存到安全的磁盘。
  • 性能最大化,fork 子进程来完成写操作,让主进程继续处理命令,所以是 IO 最大化。使用单独子进程来进行持久化,主进程不会进行任何 IO 操作,保证了 Redis 的高性能)
  • 相对于数据集大时,比 AOF 的启动效率更高。

缺点:

数据安全性低。 RDB 是间隔一段时间进行持久化,如果持久化之间 Redis 发生故障,会发生数据丢失。所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候

AOF=Append-only file 持久化方式

是指所有的命令行记录以 Redis 命令请求协议的格式完全持久化存储,保存为 AOF 文件。

优点:

(1)数据安全, AOF 持久化可以配置 appendfsync 属性,有 always,每进行一次命令操作就记录到 AOF 文件中一次。

(2)通过 append 模式写文件,即使中途服务器宕机,可以通过 redis-check-aof 工具解决数据一致性问题。

(3) AOF 机制的 rewrite 模式。 AOF 文件没被 rewrite 之前(文件过大时会对命令进行合并重写),可以删除其中的某些命令(比如误操作的 flushall )

缺点:

(1) AOF 文件比 RDB 文件大,且恢复速度慢。

(2)数据集大的时候,比 RDB 启动效率低。

11、持久化有两种,那应该怎么选择呢?

  1. 不要仅仅使用 RDB ,因为那样会导致你丢失很多数据。
  1. 也不要仅仅使用 AOF ,因为那样有两个问题,第一,你通过 AOF 做冷备没有 RDB 做冷备的恢复速度更快;

    第二, RDB 每次简单粗暴生成数据快照,更加健壮,可以避免 AOF 这种复杂的备份和恢复机制的 bug 。

  2. Redis 支持同时开启开启两种持久化方式,我们可以综合使用 AOF 和 RDB 两种持久化机制,用 AOF 来保证数据不丢失,作为数据恢复的第一选择; 用 RDB 来做不同程度的冷备,在 AOF文件都丢失或损坏不可用的时候,还可以使用 RDB 来进行快速的数据恢复。

  3. 如果同时使用 RDB 和 AOF 两种持久化机制,那么在 Redis 重启的时候,会使用 AOF 来重新构建数据,因为 AOF 中的数据更加完整。

12、Redis 如何解决 key 冲突?

Redis 如果 key 相同,后一个 key 会覆盖前一个 key。如果要解决 key 冲突,最好给 key 取好名区分开,可以按业务名和参数区分开取名,避免重复 key 导致的冲突。

13、说说Redis持久化机制

Redis是一个支持持久化的内存数据库,通过持久化机制把内存中的数据同步到硬盘文件来保证数据持久化。当Redis重启后通过把硬盘文件重新加载到内存,就能达到恢复数据的目的。

实现: 单独创建fork()一个子进程,将当前父进程的数据库数据复制到子进程的内存中,然后由子进程写入到临时文件中,持久化的过程结束了,再用这个临时文件替换上次的快照文件,然后子进程退出,内存释放。

RDB是Redis默认的持久化方式。按照一定的时间周期策略把内存的数据以快照的形式保存到硬盘的二进制文件。即Snapshot快照存储,对应产生的数据文件为dump.rdb,通过配置文件中的save参数来定义快照的周期。( 快照可以是其所表示的数据的一个副本,也可以是数据的一个复制品。) AOF: Redis会将每一个收到的写命令都通过Write函数追加到文件最后,类似于MySQL的binlog。当Redis重启是会通过重新执行文件中保存的写命令来在内存中重建整个数据库的内容。 当两种方式同时开启时,数据恢复Redis会优先选择AOF恢复。