面试八股-redis

使用 C 语言开发的数据库，不过与传统数据库不同的是 Redis 的数据是存在内存中，也就是它是内存数据库，所以读写速度非常快，因此 Redis 被广泛应用于缓存方向。除了缓存之外，Redis 也经常用来做分布式锁，甚至是消息队列。

1.特点：

• 高性能：内存操作速度快
• 高并发：相对于普通数据库能支持更高的并发度
• 丰富的数据类型：相对于memcached所支持的数据类型更多
• 持久化：有rdb，aof这些持久化机制
• 部分支持事务：使用Lua脚本可以让一组命令原子执行、
• 支持数据备份：master-slave模式数据备份

2.性能高的原因

• 纯内存操作
• 单线程操作，避免频繁上下文切换，(操作简单，不需要多线程加持)
• 采用非阻塞I/O多路复用机制，事件被多路复用程序放入队列中，然后事件分派器依次去队列中取，转发到不同的事件处理器中。 redis还提供了select、epoll、evport、kqueue等多路复用函数库。reacter模式。

3.数据类型

• string 字符串或者数字，复杂计数功能缓存 get set strlen exist del
• hash 结构化对象，操作其中某个字段，单点登录可以用其保存用户信息，以cookieId作为key，设置缓存过期时间，模拟出类似session的效果 hset和hget 先压缩表，元素过多时hashtable
• list 消息队列功能，使用lrange命令，做基于redis的分页功能 lpush lpop rpush rpop lrange lindex blpop brpop
• set 集合，全局去重，利用交并补计算共同喜好、全部喜好、独有喜好等。 sadd srem
• zset 多了一个权重score，排行榜，取top N，延时任务，范围查找等。 底层先使用压缩表，当元素过多时跳表实现
• bitmap 保存连续二进制数，节省空间，非核心了。。
• Streams 功能强大，支持多播，可持久化的消息队列

渐进式Rehash

当哈希表存储巨大数量键值对，如果一次rehash，可能宕机

步骤:

• 为ht[1]分配空间，让字典同时持有ht[0]和ht[1]两个哈希表
• 维持索引计数器比那两rehashidx，设为0,表示开始
• 每次对字典增删查改，ht[0]的rehashidx索引上的所有键值对rehash到ht[1]，将rehashidx值+1。
• 当全部键值对移动完成，rehashidx设置为-1，表示操作完成

这样避免了集中rehash大计算量造成问题，将计算均摊到每个字典增删查改操作。

4.应用场景

• 排行榜 zset
• 计数器 string类型的原子自增操作
• 好友关系 利用集合交并补
• 简单消息队列 list自带机制
• session共享
• 分布式锁

5.数据过期策略和淘汰机制

5.1.过期策略

过期字典(hash表)，key为数据库的键，value是long long类型整数，保存了key指向的数据库键的过期时间。

• 惰性删除：当访问key才判断是否过期，节省CPU对内存不友好。
• 定期删除：每100ms抽取部分数据进行删除，漏掉的数据在用到的时候惰性删除，折中内存和CPU。

过期的贪心策略：

1. 从过期字典中随机选择20个key；
2. 删除这20个key中已过期的key；
3. 如果已过期key的比例超过25%，则重复步骤1。

5.2.内存淘汰机制

如果数据一直没有被选择清除掉，而且也