【Redis面试准备】

Redis开篇

使用场景：

• 缓存 穿透、击穿、雪崩；双写一致、持久化；数据过期、淘汰策略

  

  • 缓存穿透：查询一个不存在的数据，Mysql查询不到数据库也不会直接写入缓存，就会导致每次请求都查询数据库

    1. 解决方案一：缓存空数据，查询返回的数据为空时仍把这个空结果进行缓存

       优点： 简单

       缺点： 消耗内存，可能会发生不一致问题

    2. 解决方案二： 布隆过滤器

       

       **优点：**内存占用少，没有多余key

       **缺点：**实现复杂，存在误判

    问题1： Redis的使用场景

    • 根据自己简历上的业务进行回答
    • 缓存 穿透、击穿、雪崩、双写一致、持久化、数据过期、淘汰策略
    • 分布式锁 setnx、redisson

    问题二： 什么是缓存穿透，怎么解决

    • 缓存穿透：查询一个不存在的数据，Mysql查询不到数据库也不会直接写入缓存，就会导致每次请求都查数据库
    • 解决方案一：缓存空数据
    • 解决方案二：布隆过滤器

  • 缓存击穿：给某一个key设置了过期时间，当key过期的时候，恰好这时间点对这个key又大量的并发请求过来，这些并发的请求可能会瞬间把DB压垮

    1. 解决方案一： 互斥锁
    2. 解决方案二： 逻辑过期

    

  • 缓存雪崩：是指在同一时段大量的缓存key同时失效或者Redis服务宕机，导致大量请求到达数据库，带来巨大压力。

    

    1. 给不同的key的TTL添加随机值 （同一时段大量的缓存key同时失效）
    2. 利用Redis集群提高服务的可用性 （Redis服务强宕机） 哨兵模式、集群模式
    3. 给缓存业务添加降级限流策略 ngxin或spring cloud gateway 降级可作为系统的保底策略，适用于穿透、击穿、雪崩
    4. 给业务添加多级缓存 Guava或Caffeine

    缓存三兄弟

    穿透无中生有key，布隆过滤null隔离

    缓存击穿过期key，锁与非期解难题

    雪崩大量过期key，过期时间要随机

    面试必考三兄弟，可用限流来保底

  • 双写一致性： 当修改了数据库的数据也要同时更新缓存的数据，缓存和数据库的数据要保持一致

    

    不管是先删除还是先修改数据库，都会有情况导致缓存和数据库中数据不一致的情况

    删除两次缓存是为了降低脏数据的出现

    因为数据库的主从模式的，数据同步从主节点到从节点需要一段时间，所以需要延迟双删

    

    分布式锁的性能比较低

    读写锁中，共享锁读与读互斥，读写不互斥，排他锁读写互斥。它可以保持数据的强一致性，但是性能以然不高

    以下两种方法都适用于允许延时一致的业务

    异步通知保证数据的最终一致性

    

    基于Canal的异步通知：

    

    Canal通知会有短暂延迟

    Redis持久化

    • RDB全称Redis Database Backup file（Redis数据备份文件），也被叫做Redis数据快照。简单来说就是把内存中的所有数据都记录到磁盘中。当Redis实例故障重启后，从磁盘读取快照文件，恢复数据。

    

    • AOF全称为Append Only File（追加文件）。Redis处理的每一个写命令都会记录在AOF文件，可以看作是命令日志文件。

    因为是记录命令，AOF文件会比RDB文件大的多。而且AOF会记录对同一个key的多次写操作，但只有最后一次写操作才有意义。通过执行bgrewriteaof命令，可以让AOF文件执行重写功能，用最少的命令达到相同效果

    

  • 数据过期策略：Redis对数据设置数据的有效时间，数据过期之后，就需要将数据从内存中删掉。可以按照不同的规则进行删除，这种删除规则就被称之为数据的过期策略。 惰性删除，过期删除

    • 惰性删除：设置key过期时间后，我们不去管它，当需要该key时，我们再检查其是否过期，如果过期，我们就删掉它，反之返回该key

      优点： 对CPU友好，只会在使用该key时才会经行过期检查，对于很多用不到的key不用浪费时间进行过期检查

      缺点： 对内存不友好，如果一个key已经过期，但是一直没有使用，那么该key就会一直存在内存中，内存永远不会释放。

    • 定期删除：每隔一段时间，我们就对一些key进行检查，删除里面过期的key（从一定数量的数据库中取出一定数量的随机key进行检查，并删除其中的过期key）。

      定期清理有两种模式：

      • SLOW模式时定时任务，执行频率默认为10hz，每次不超过25ms,以通过修改配置文件redis.conf的hz选项来调整这个次数。
      • FAST模式执行频率不固定，但两次间隔不低于2ms，每次耗时不超过1ms

      优点： 可以通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对CPU的影响。另外定期删除，也能有效释放过期键占用的内存。

      缺点： 难以确定删除操作执行的时长和频率。

      Redis的过期删除策略：惰性删除+定期删除两种策略进行配合使用

• • 数据淘汰策略： 当Redis中的内存不够用时，此时在向Redis中添加新的key，那么Redis就会按照某一种规则将内存中的数据删除掉，这种数据的删除规则被称之为内存的淘汰策略。

  

• 分布式锁 setnx、redisson

  多用于抢票、秒杀等场景

  • redis分布式锁 Redis实现分布式锁主要利用Redis的setnx命令。setnx是SET if not exists（如果不存在，则写SET）的简写。

    

    • redisson实现的分布式锁-执行流程

      

      三个关键点：

      1. Watch dog可以给锁续期（默认是每隔10秒续期一次）
      2. 抢不到锁的线程会进行尝试等待
      3. 所有的redis命令是基于lua脚本完成的，保证执行的原子性

    • redisson实现的分布式锁-课重入

      ]

    • redisson实现的分布式锁-主从一致性

      RedLock(红锁)： 不能只在一个redis实例上创建锁，应该是在多个redis实例上创建锁（n/2 + 1）,避免在一个redis实例上加锁。

      ]

      redisson提供的红锁可以解决主从一致性，但是性能会大大降低，如果业务中非要保证数据的强一致性，可以采用zookeeper实现的分布式锁。

• 计数器

• 保存token 数据类型

• 消息队列 数据类型

• 延迟队列 数据类型

其他面试题

• 集群 主从、哨兵、集群

  • 主从复制： 单节点Redis的并发能力是有上限的，要进一步提高Redis的并发能力，就需要搭建主从集群，实现读写分离。

    • 主从全量同步

    

    • 主从增量同步

      

  • 哨兵的作用： Redis提供了哨兵（Sentinel）机制来实现主从集群的自动故障恢复。哨兵的结构和作用如下

    

    • 服务状态监控

      Sentinel基于心跳机制监测服务状态，每隔1秒向集群的每个实例发送ping命令：

      • 主管下线： 如果某sentinel节点发现某实例未在规定时间响应，则认为该实例主观下线。
      • 客观下线： 若超过指定数量(quorum)的sentinel都认为该实例主观下线，则该实例客观下线。quorum值最好超过Sentinel实例数量的一半。

      

  • redis集群（哨兵模式）脑裂

    

• 事务

• Redis为什么快