Redis面试题

1、简单介绍下redis

NOSQL、基于内存操作、基于C语言编写、K-V结构、可以实现持久化

2、redis为什么那么快

1.C语言编写，C语言靠近机器语言，执行速度快
2.内存存储，内存操作，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)
3.单线程，不用进行CPU竞争
4.基于I/O多复用模型，将请求转换成以事件通知形式，默认使用epoll模型

3、redis常用数据结构

1.string：最基本的数据类型，二进制安全的字符串，最大512M。
2.list：按照添加顺序保持顺序的字符串列表。
3.set：无序的字符串集合，不存在重复的元素。
4.sorted set：已排序的字符串集合。
5.hash：key-value对的一种集合。

4、redis使用场景

1.做分布式session使用
2.数据缓存
3.排行榜，计数器等
4.发布/订阅
5.消息队列
6.分布式锁

5、缓存雪崩

数据未加载到缓存中，或者缓存同一时间大面积的失效，从而导致所有请求都去查数据库，导致数据库CPU和内存负载过高，甚至宕机。
解决方案：
1.缓存层设计成高可用，防止缓存大面积故障。即使个别节点、个别机器、甚至是机房宕掉，依然可以提供服务，例如 Redis Sentinel 和 Redis Cluster 都实现了高可用
2.需要对源服务访问进行限流、资源隔离（熔断）、降级等。
3.Redis备份和快速预热
1)Redis数据备份和恢复
2)快速缓存预热
4.提前演练

6、缓存穿透

缓存穿透是指查询一个一不存在的数据。例如：从缓存redis没有命中，需要从mysql数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。
解决方案：
如果查询数据库也为空，直接设置一个默认值存放到缓存，这样第二次到缓冲中获取就有值了，而不会继续访问数据库。设置一个过期时间或者当有值的时候将缓存中的值替换掉即可。

7、缓存并发

多个redis的client同时set key引起的并发问题。其实redis自身就是单线程操作，多个client并发操作，按照先到先执行的原则，先到的先执行，其余的阻塞。当然，另外的解决方案是把redis.set操作放在队列中使其串行化，必须的一个一个执行。

8、缓存预热

缓存预热就是系统上线后，将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。
这样就可以避免在用户请求的时候，先查询数据库，然后再将数据缓存的问题，用户直接查询事先被预热的缓存数据。
解决思路：
1、直接写个缓存刷新页面，上线时手工操作下。
2、数据量不大，可以在项目启动的时候自动进行加载。

9、Redis的数据淘汰策略

1.定时删除

策略 : 在设置键的过期时间的同时，创建一个定时器，让定时器在键的过期时间来临时，立即执行对键的删除操作。
优点 : 对内存友好，保证过期键会尽可能快地被删除，并释放过期键所占用的内存。
缺点 : 对CPU时间不友好，占用太多CPU时间，影响服务器的响应时间和吞吐量。

2.惰性删除

策略 : 放任过期键不管，每次从键空间读写操作时，都检查键是否过期，如果过期，删除该键，如果没有过期，返回该键。
优点 : 对CPU时间友好，读写操作键时才对键进行过期检查，删除过期键的操作只会在非做不可的情况下进行。
缺点 : 对内存不友好，只要键不删除，就不会释放内存，浪费太多内存，有内存泄漏风险。

3.定期删除

策略 :
对定时删除策略和惰性删除策略的一种整合和折中。每隔一段时间执行一次定时删除，并通过限制删除操作执行的总时长和总频率来限制删除操作对CPU占用时间的影响。通过定期删除过期键，有效减少了因为过期键而带来的内存浪费。
难点：确定删除操作执行的总时长和总频率。执行太频繁，执行时间过长，就会退化成定时删除策略，影响客户端请求效率；执行得太少，执行时间太短，会演变为惰性删除，存在内存浪费的情况。
Redis服务器使用惰性删除和定期删除两种策略，通过配合使用，很好地在合理使用CPU时间和避免浪费内存之间取得平衡。
举例：
1）从过期键中随机选取 20 个 key
2）遍历这 20 个 key，并对过期的 key进行删除操作
3）如果过期的 key 比率超过25%，则重复步骤 1
4）同时，为了保证过期扫描不会出现循环过度，导致线程卡死现象，增加了扫描时间的上限，默认不会超过 25ms以及频次上线10次。

4.主动清理

当前已用内存超过maxmemory限定时，触发主动清理策略。
清理时会根据用户配置的maxmemory-policy来做适当的清理。
主动清理策略主要有一下六种:
volatile-lru : 从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用 的数据淘汰。
volatile-ttl : 从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数 据淘汰。
volatile-random : 从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据 淘汰。
allkeys-lru : 从数据集(server.db[i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰。
allkeys-random : 从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰。
no-enviction : 禁止驱逐数据。

10、Redis缓存一致性问题

更新数据库，再删缓存

11、事物实现

1. 事务开始（以MULTI为标志)
2. 命令入队（命令一次进入队列）
3. 事务执行（通过EXEC执行）

12、Redis持久化浅析

RDB 持久化可以在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照。
AOF 持久化记录服务器执行的所有写操作命令，并在服务器启动