2025Java面试题超详细整理《Redis篇》

什么是Redis？

Redis（Remote Dictionary Server）远程字典服务，是一种基于键值对（key-value）的NoSQL数据库，与很多键值对数据库不同，Redis中的值可以是由string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(有序集合)和hash（哈希类型）等多种数据结构组成，能够满足很多的应用场景，同时Redis会将所有数据都存放在内存中，读写速度非常快。

基本特性：
基于键值对、读写速度快、数据结构丰富、简单稳定、支持持久化、支持事务（原子性）、主从复制、高可用与分布式。

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为什么说Redis的速度非常快呢？

据官方给出的数字，Redis的读写性可以达到10万/秒，在不考虑硬件性能的化，redis速度如此快的原因可以归纳为一下几点：
（1）Redis中所有数据都是存储在内存中的，CPU对计算器的访问速度中内存远快于外存
（2）Redis是基于C语言实现的，一般来说C语言距离操作系统更近，执行速度相对更快
（3）Redis采用了单线程架构，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，线程安全
（4）使用多路 I/O 复用模型，非阻塞 IO；

单线程详解：

• Reds基于 Reactor模式开发的文件事件处理器，它是单线程的，所以Redis才叫做单线程的模型。
• 该处理器采用IO多路复用机制来同时监听多个Socket，根据Socket上的事件类型来选择对应的事件处理器来处理这个事件。可以实现高性能的网络通信模型，又可以跟内部其他单线程的模块进行对接，保证了 Redis内部的线程楼型的简单性。
• 文件事件处理器的结构包含4个部分：多个Socket，IO多路短用程序、文件事件分派器以及事件处理器
• 多个 Socket可能井发的产生不同的操作，每个操作对应不同的文件事件，但是IO多路复用程序会监听多个Socket，会将 Socket放入一个队列中排队，每次从队列中取出一个 Socket给事件分派器，事件分派器把 Socket给对对应的事件处理器，然后一个 Socket的事件处理完之后，IO多路复用程序才会将队列中的下一个 Socket给事件分派器，文件事件分派器会根据每个 Socket当前产生的事件，来选择对应的事件处理器来处理。

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为什么要用 Redis？

• 高性能：假如用户第一次访问数据库中的某些数据。这个过程会比较慢，因为是从硬盘上读取的。将该用户访问的数据存在数缓存中，这样下一次再访问这些数据的时候就可以直接从缓存中获取了。操作缓存就是直接操作内存，所以速度相当快。
• 高并发：直接操作缓存能够承受的请求是远远大于直接访问数据库的，所以我们可以考虑把数据库中的部分数据转移到缓存中去，这样用户的一部分请求会直接到缓存这里而不用经过数据库。

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Redis有哪些数据类型

Redis主要有5种数据类型，包括String，List，Set，Zset，Hash，满足大部分的使用要求

字符串（String）
字符串类型是Redis最基础的数据结构（key-value 类型），其它的几种数据结构都是在字符串类型基础上构建的，字符串的值可以是：字符串、数字、二进制，但其值最大不能超过512M。

• 特性：二进制安全的，计算字符串长度高效、追加字符串高效
• 使用场景： 缓存、计数器、对象存储缓存（共享session）、限速

列表（List）
Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部或者尾部，也可以获取指定范围指定下标的元素等。一个列表最多可以包含 232 - 1 个元素 (4294967295， 每个列表超过40亿个元素)。
两个特点：

• 列表中的元素是有序的，可以通过索引下标获取某个元素霍某个某个范围内的元素列表
• 列表中的元素可以是重复的

使用场景： 消息队列、栈、文章列表等。

集合（Set）
Redis的Set是String类型的无序集合，我们不能通过索引获取元素。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。Redis中集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。
应用场景： 标签（tag）

哈希（Hash）
几乎所有的编程语言都提供了哈希（hash）结构，Redis中 hash 是一个string类型的field和value的映射表value={ {field1,value1},{field2,value2}…}，可以将一个Hash表作为一个对象进行存储，表中存放对象的信息。
应用场景： 用户信息缓存

有序集合（Zset）
在有序集合中保留了不能有重复成员的特性，但其中的成员是可以排序的，每一个元素都会关联一个double类型的分数（score）作为排序依据，score相同时按字典顺序排序。redis