Redis面试题
1、Redis的使用场景？
（1）缓存数据，方便其他进程获取
（2）常规计数，因为redis的操作是原子性的，不会出现线程安全问题
（3）分布式锁，redis的set命令有个NX的参数，可以实现key不存在时才插入。可以插入成功，说明加锁成功
2、Redis有哪些常见数据类型？
（1）字符串类型
（2）list类型
（3）hash类型
（4）set类型
（5）zset类型
（6）特殊类型：bitmaps等
3、Redis除了作为缓存，还有别的用处吗？
Redis还可以做消息队列。主要是通过发布、订阅和list数据类型这些功能来实现队列的功能。一些客户端订阅某一频道，另一些客户端在这个频道上发布消息，订阅的客户 端可以获得这些消息。
4、Redis和Memcached的区别？
（1）Redis支持多种数据类型，而Memcached只支持hash
（2）Redis支持数据复制和持久化，Memcached不支持
（3）Redis的功能比Memcached多，例如发布/订阅等
（4）Redis的语言兼容性没有Memcached好
（5）Redis在存储小数据性能比Memcached好，存储大数据Memcached好
5、Redis为什么快？
（1）Redis的数据是存在内存中的，所以操作快
（2）Redis有多种数据类型存储数据，这些数据结构提高了操作效率
（3）Redis在处理网络io时，使用的是多线程处理
（4）Redis在执行命令时是单线程，避免了多线程抢夺资源的情况
6、Redis中的zset的score相同时，怎么排序？
按照元素的插入顺序排序
7、Redis的过期数据删除策略？
（1）定期删除：每隔一段时间，从设置了过期时间的数据中抽查部分数据，如果过期就删除，这样会导致没有抽查到的过期数据没有删除，所以还需要惰性删除
（2）惰性删除：操作某一数据时，如果检查到此数据过期了，就删除
8、Redis的内存淘汰策略？
（1）noeviction：内存满时，不再写入数据，返回报错
（2）random：随机删除一些数据，不过有不同的作用范围。volatile-random是从设置了过期时间的数据中删除，
allkeys-random是从所有数据中删除
（3）volatile-ttl：按照过期时间的顺序，删除过期数据，优先删除快过期的数据
（4）lru：利用lru算法删除数据，不过有不同的作用范围。volatile-lru是从设置了过期时间的数据中删除，allkeys-lru是从所有数据中删除
（5）lfu：利用lfu算法删除数据，作用范围与lru相同
9、lru和lfu的区别？
（1）lru是最近被访问的数据被保留。例如设置一个时间段，在这个时间段内被访问过的数据保留下来
（2）lfu是频繁被访问的数据被保留。例如设置一个访问频率阈值，超过这个阈值的被保留
10、Redis的持久化方式？
（1）RDB方式：RDB是根据配置文件中的save配置，生成数据快照存到磁盘上。优点是：生成的文件小，恢复起来快。 缺点是：如果在备份间隔时间内，如果服务器挂掉，丢失的是这段时间的数据。
（2）AOF方式：AOF是将执行命令记录存到磁盘上。优点是：落盘数据的时间间隔短，如果发生数据丢失不会太多。缺点是：AOF方式存储的数据会越来越大，恢复起来也消耗性能。而且在低版本，AOF文件中有很多重复操作和无效操作。
（3）在4.0版本之后，支持重写，即在AOF文件的开头是RDB信息，后面是增量操作信息。
（4）Redis在进行落盘时，依靠子进程去完成。Redis会调用系统fork命令，创建子进程，子进程进行数据落盘。此时，Redis父进程依然可以对客户端做出响应。但在此阶段，客户端增删改数据时，会触发写时复制操作，子进程是无法感知父进程修改的数据的。所以子进程落盘的数据是子进程创建成功时的数据。
11、缓存击穿、缓存穿透和缓存雪崩？
（1）缓存击穿：热点数据过期了，此时大量请求落到数据库上，导致数据库奔溃。
解决办法：热点数据永不过期；设置分布式锁，当数据过期了，只能有一个请求访问数据，并且将热点数据写到Redis中
（2）缓存穿透：要访问的数据不在Redis中也不在数据库中，导致大量请求访问数据库
解决办法：在Redis中设置空值，这些空值设置较短的过期时间，如果在设置空值前，瞬间有大量请求的话，由于Redis是串行执行命令，设置空值会放在这些请求的后面执行，所以这些请求还是会落到数据库上，所以可以加一把锁，让这些请求先竞争锁，竞争到锁的请求才能访问数据库，然后设置空值，如此其他请求就不会访问数据库了；使用布隆过滤器判断数据是否存在。
（3）缓存雪崩：大量的热点数据在某段时间内过期了
解决办法：热点数据的过期时间尽可能的均匀分布。设置分布式锁。
12、如何保证缓存和数据库一致性？
（1）延迟双删：首先删除缓存中的数据，然后更新数据库，延迟几秒后再删除缓存
原因：线程A更新数据，线程B读取数据。线程B在线程A更新数据库之前读取 到旧数据。此时线程B会将旧数据写到缓存中，所以线程A要延迟几秒，等线程B 写完后再删除。这个方法性能好，维护成本低。
（2）利用消息队列：将数据发送到RocketMQ，然后消费者消费消息更新到缓存和数据库。
（3）监听binlog日志：使用canal，监听binlog日志，数据库数据发生修改，binlog日志文件会发生变化，获得变化数据后，更新缓存。canal模拟了数据库的从机，数据库在主从复制时，会把binlog日志发送给canal，canal进行缓存更新。
13、Redis是单线程还是多线程？
Redis的工作线程是单线程的。在6.x高版本，Redis的io线程是多线程的。
14、Redis的主从一致性？
（1）Redis是弱一致性，采用的是异步方式，主机将数据发送给从机就不管了。
（2）Redis在主从同步时，有两种方式，全量同步和增量同步
（3）在Redis集群刚搭建完成，从机连上主机时，向主机发送psync命令开始全量同步。这个过程中，主机会创建一个子进程，子进程向从机发送数据。如果此时主机有增删改的命令，会存入replication buffer中。等从机的RDB文件加载完成，主机再将buffer中的命令发送给从机，保证数据一致。待同步完成后，主从机保持一个长连接，主机通过此连接将后续的增删改操作同步给从机
（4）如果从机在某段时间与主机断开连接后又连上，此时主从机会进行一次同步。在从机断开连接的这段时间内，主机会将增删改的命令存入环形缓存replication backlog buffer。此缓存如果已经存满，会覆盖之前的命令。所以，当从机连接上主机时，如果环形缓存已满，就需要进行全量同步，否则增量同步。
15、Redis当做分布式锁的问题？
单机模式下：
（1）必须使用原子命令进行加锁，而且需要给锁设置过期时间。命令是：setnx key value ex outtime 设置过期时间是因为如果加锁的进程挂了，锁没有过期时间，这个锁就没法被释放了。
（2）在释放锁的时候，需要先获取锁，然后判断是否是当前进程加的锁，如果是，才释放。因为有可能在进程加完锁执行业务代码时，redis挂了，此时其他进程加上锁了，如果当前进程执行完业务去释放锁不做判断，会把其他进程加的锁释放掉。并且，还有一点需要注意，释放锁的流程是先获取锁做判断，然后删除锁，这个过程要保证原子性，生产环境一般使用lua脚本实现。
（3）以上方案还存在一个问题：如果业务执行时间比锁过期时间要长怎么办？在业务还没执行完，锁就被释放了。解决方案是另起一个线程，在业务执行过程中，不断的延长锁的过期时间。
（4）以上方案是单机模式下，单机模式下有一个常见的问题，就是redis挂了，锁信息全没了。此时，可以使用redis集群方案。如果使用的主从集群，依然存在一个问题，就是进程在主机上加了锁，还没有同步到从机时，主机挂掉了。所以，一般集群不使用主从模式，而是多主的模式
集群模式下：
（5）假设集群中有5台redis，都是主机。在加锁时，按照一定的顺序，给每台redis加锁，当加锁成功的redis数量过半时，也就是3台时，加锁成功。如此一来，其他进程加锁也需要数量过半，加锁不会成功。
（6）这种方案有个问题，就是其中一个已经加锁的redis挂掉了，被重启了，锁信息没了，其他进程就可以加锁成功了。这个问题的解决方案也很简单，就是延迟重启redis，目的是让加锁的业务跑完，让redis中的锁都被释放掉，再重启就没事了。
（7）以上的方案还有一个问题，就是进程在运行过程中，可能发生FullGC，导致STW，此时如果需要延长锁的过期时间，由于STW了，没有延长，导致锁过期被删除了，其他进程加锁成功了。这个问题是非常非常小的概率事件，一般不会遇见，而且，在生产环境中，大部分公司不会使用redis集群模式来作为分布式锁（这种模式叫做红锁）。
生产环境下：
（8）在生产环境下，一般还是使用单机redis，但是有单机redis挂掉以及STW的问题。其实，redis实际上很稳定，很少会挂掉。
（9）如果非要解决这个问题，可以加上一台mysql，进程在加锁时，mysql中也存一份。当redis挂掉或者STW导致锁信息没了，此时，其他进程加锁成功，并且将mysql中的锁信息做了修改。之前加锁的进程执行完业务代码后，要删除锁信息，发现mysql中的锁不是自己加的锁，此时，此进程将之前执行的业务都回滚。
16、Redis集群？
（1）Redis集群中一般会有多个主机，数据分片会分散存储在不同的主机上，这些主机都可以进行读写操作。
（2）Redis集群中的每个节点上都保存了集群完整的拓扑信息。包括每个节点的ID、IP地址、端口、负责的哈希槽范围等。
（3）Redis集群一共有16384（2^14）个哈希槽。每个主机都拥有一部分哈希槽。查询和新增数据时，根据key值和哈希算法求出哈希值，再对16384求余数。看余数落在哪个哈希槽区间内，就去对应的主机上操作。
17、如何增加一台redis从机
（1）在从机的配置文件中设置配置项：replicaof 主机IP 主机Port。然后启动从机
（2）在任意主机上执行命令：CLUSTER MEET 从机IP 从机Port。让集群知道有新从机
（3）在从机上执行命令：CLUSTER REPLICATE 主机IP。设置从机数据同步的主机
如果集群中只有一个主节点，执行步骤（1）就可以添加新的从机。如果集群中有多个主节点，以上三个步骤都要执行，新的从机才能添加到集群中。
