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2024年6月28日发(作者:)
Redis常问的40道面试题(答案)
1、什么是 Redis?
Redis 是完全开源免费的,遵守 BSD 协议,是一个高性能的 key-value 数据库。
Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点:
(1)Redis 支持数据的持久化,可以将内存中的数据保存在磁盘中,重启的时候可以
再次加载进行使用。
(2)Redis 不仅仅支持简单的 key-value 类型的数据,同时还提供 list,set,zset,
hash 等数据结构的存储。
(3)Redis 支持数据的备份,即 master-slave 模式的数据备份。
Redis 优势
(1)性能极高 – Redis 能读的速度是 110000 次/s,写的速度是 81000 次/s 。
(2)丰富的数据类型 – Redis 支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及
Ordered Sets 数据类型操作。
(3)原子 – Redis 的所有操作都是原子性的,意思就是要么成功执行要么失败完全
不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务,即原子性,通过 MULTI 和 EXEC
指令包起来。
(4)丰富的特性 – Redis 还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。
Redis 与其他 key-value 存储有什么不同?
(1)Redis 有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作,这是一个不同于
其他数据库的进化路径。Redis 的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透明,
无需进行额外的抽象。
(2)Redis 运行在内存中但是可以持久化到磁盘,所以在对不同数据集进行高速读写
时需要权衡内存,因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点是,相
比在磁盘上相同的复杂的数据结构,在内存中操作起来非常简单,这样 Redis可以做很多
内部复杂性很强的事情。同时,在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加的方式产生的,因为
他们并不需要进行随机访问。
2、Redis 的数据类型?
答:Redis 支持五种数据类型:string(字符串),hash(哈希),list(列表),set
(集合)及 zsetsorted set:有序集合)。
我们实际项目中比较常用的是 string,hash 如果你是 Redis 中高级用户,还需要加
上下面几种数据结构 HyperLogLog、Geo、Pub/Sub。
如果你说还玩过 Redis Module,像 BloomFilter,RedisSearch,Redis-ML,面试
官得眼睛就开始发亮了。
3、使用 Redis 有哪些好处?
(1)速度快,因为数据存在内存中,类似于 HashMap,HashMap 的优势就是查
找和操作的时间复杂度都是 O1)
(2)支持丰富数据类型,支持 string,list,set,Zset,hash 等
(3)支持事务,操作都是原子性,所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行,要
么全部不执行
(4)丰富的特性:可用于缓存,消息,按 key 设置过期时间,过期后将会自动删除
4、Redis 相比 Memcached 有哪些优势?
(1)Memcached 所有的值均是简单的字符串,redis 作为其替代者,支持更为丰
富的数据类
(2)Redis 的速度比 Memcached 快很
(3)Redis 可以持久化其数据
5、Memcache 与 Redis 的区别都有哪些?
(1)存储方式 Memecache 把数据全部存在内存之中,断电后会挂掉,数据不能超
过内存大小。 Redis 有部份存在硬盘上,这样能保证数据的持久性。
(2)数据支持类型 Memcache 对数据类型支持相对简单。 Redis 有复杂的数据类
型。
(3)使用底层模型不同 它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通信的应用协议不
一样。 Redis 直接自己构建了 VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费
一定的时间去移动和请求。
6、Redis 是单进程单线程的?
答:Redis 是单进程单线程的,redis 利用队列技术将并发访问变为串行访问,消除
了传统数据库串行控制的开销。
7、一个字符串类型的值能存储最大容量是多少?
答:512M
8、Redis 的持久化机制是什么?各自的优缺点?
Redis提供两种持久化机制 RDB 和 AOF 机制:
1、RDBRedis DataBase)持久化方式:
是指用数据集快照的方式半持久化模式)记录 redis 数据库的所有键值对,在某个时间
点将数据写入一个临时文件,持久化结束后,用这个临时文件替换上次持久化的文件,达
到数据恢复。
优点:
(1)只有一个文件 ,方便持久化。
(2)容灾性好,一个文件可以保存到安全的磁盘。
(3)性能最大化,fork 子进程来完成写操作,让主进程继续处理命令,所以是 IO
最大化。使用单独子进程来进行持久化,主进程不会进行任何 IO 操作,保证了 redis的
高性能)
(4)相对于数据集大时,比 AOF 的启动效率更高。
缺点:
数据安全性低。RDB 是间隔一段时间进行持久化,如果持久化之间 redis 发生故障,
会发生数据丢失。所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候
2、AOFAppend-only file)持久化方式:
是指所有的命令行记录以 redis 命令请求协议的格式完全持久化存储)保存为 aof 文
件。
优点:
(1)数据安全,aof 持久化可以配置 appendfsync 属性,有 always,每进行一次
命令操作就记录到 aof 文件中一次。
(2)通过 append 模式写文件,即使中途服务器宕机,可以通过 redis-check-aof
工具解决数据一致性问题。
(3)AOF 机制的 rewrite 模式。AOF 文件没被 rewrite 之前(文件过大时会对命
令进行合并重写),可以删除其中的某些命令(比如误操作的 flushall))
缺点:
(1)AOF 文件比 RDB 文件大,且恢复速度慢。
(2)数据集大的时候,比 rdb 启动效率低。
9、Redis 常见性能问题和解决方案:
(1)Master 最好不要写内存快照,如果 Master 写内存快照,save 命令调度
rdbSave函数,会阻塞主线程的工作,当快照比较大时对性能影响是非常大的,会间断性
暂停服务
(2)如果数据比较重要,某个 Slave 开启 AOF 备份数据,策略设置为每秒同步一
(3)为了主从复制的速度和连接的稳定性,Master 和 Slave 最好在同一个局域网
(4)尽量避免在压力很大的主库上增加从
(5)主从复制不要用图状结构,用单向链表结构更为稳定,即:Master <- Slave1<-
Slave2 <- Slave3…这样的结构方便解决单点故障问题,实现 Slave 对 Master的替换。
如果 Master 挂了,可以立刻启用 Slave1 做 Master,其他不变。
10、redis 过期键的删除策略?
(1)定时删除:在设置键的过期时间的同时,创建一个定时器 timer). 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。
(2)惰性删除:放任键过期不管,但是每次从键空间中获取键时,都检查取得的键是
否过期,如果过期的话,就删除该键;如果没有过期,就返回该键。
(3)定期删除:每隔一段时间程序就对数据库进行一次检查,删除里面的过期键。至
于要删除多少过期键,以及要检查多少个数据库,则由算法决定。
11、Redis 的回收策略(淘汰策略)?
volatile-lru:从已设置过期时间的数据集([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([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([i].expires)中任意选择数
据淘汰
allkeys-lru:从数据集([i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰
allkeys-random:从数据集([i].dict)中任意选择数据淘汰
no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据
注意这里的 6 种机制,volatile 和 allkeys 规定了是对已设置过期时间的数据集淘
汰数据还是从全部数据集淘汰数据,后面的 lru、ttl 以及 random 是三种不同的淘汰策
略,再加上一种 no-enviction 永不回收的策略。
使用策略规则:
(1)如果数据呈现幂律分布,也就是一部分数据访问频率高,一部分数据访问频率低,
则使用 allkeys-lru
(2)如果数据呈现平等分布,也就是所有的数据访问频率都相同,则使用
allkeys-random
12、为什么 edis 需要把所有数据放到内存中?
答 :Redis 为了达到最快的读写速度将数据都读到内存中,并通过异步的方式将数据
写入磁盘。所以 redis 具有快速和数据持久化的特征。如果不将数据放在内存中,磁盘 I/O
速度为严重影响 redis 的性能。在内存越来越便宜的今天,redis 将会越来越受欢迎。如
果设置了最大使用的内存,则数据已有记录数达到内存限值后不能继续插入新值。
13、Redis 的同步机制了解么?
答:Redis 可以使用主从同步,从从同步。第一次同步时,主节点做一次 bgsave,
并同时将后续修改操作记录到内存 buffer,待完成后将 rdb 文件全量同步到复制节点,
复制节点接受完成后将 rdb 镜像加载到内存。加载完成后,再通知主节点将期间修改的操
作记录同步到复制节点进行重放就完成了同步过程。
14、Pipeline 有什么好处,为什么要用 pipeline?
答:可以将多次 IO 往返的时间缩减为一次,前提是 pipeline 执行的指令之间没有
因果相关性。使用 redis-benchmark 进行压测的时候可以发现影响 redis 的 QPS峰值
的一个重要因素是 pipeline 批次指令的数目。
15、是否使用过 Redis 集群,集群的原理是什么?
(1)Redis Sentinal 着眼于高可用,在 master 宕机时会自动将 slave 提升为
master,继续提供服务。
(2)Redis Cluster 着眼于扩展性,在单个 redis 内存不足时,使用 Cluster 进行
分片存储。
16、Redis 集群方案什么情况下会导致整个集群不可用?
答:有 A,B,C 三个节点的集群,在没有复制模型的情况下,如果节点 B 失败了,那
么整个集群就会以为缺少 5501-11000 这个范围的槽而不可用。
17、Redis 支持的 Java 客户端都有哪些?官方推荐用哪个?
答:Redisson、Jedis、lettuce 等等,官方推荐使用 Redisson。
18、Jedis 与 Redisson 对比有什么优缺点?
答:Jedis 是 Redis 的 Java 实现的客户端,其 API 提供了比较全面的 Redis 命令
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