最全面試題答案系列

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今天主要分享redis最全答案系列

Redis主要有哪些功能？

1.哨兵（Sentinel）和復(fù)制（Replication）

Redis服務(wù)器毫無(wú)征兆的罷工是個(gè)麻煩事，如何保證備份的機(jī)器是原始服務(wù)器的完整備份呢？這時(shí)候就需要哨兵和復(fù)制。

Sentinel可以管理多個(gè)Redis服務(wù)器，它提供了監(jiān)控，提醒以及自動(dòng)的故障轉(zhuǎn)移的功能，Replication則是負(fù)責(zé)讓一個(gè)Redis服務(wù)器可以配備多個(gè)備份的服務(wù)器。

Redis也是利用這兩個(gè)功能來(lái)保證Redis的高可用的

2.事務(wù)

很多情況下我們需要一次執(zhí)行不止一個(gè)命令，而且需要其同時(shí)成功或者失敗。redis對(duì)事務(wù)的支持也是源自于這部分需求，即支持一次性按順序執(zhí)行多個(gè)命令的能力，并保證其原子性。

3.LUA腳本

在事務(wù)的基礎(chǔ)上，如果我們需要在服務(wù)端一次性的執(zhí)行更復(fù)雜的操作（包含一些邏輯判斷），則lua就可以排上用場(chǎng)了

4.持久化

redis的持久化指的是redis會(huì)把內(nèi)存的中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到硬盤中，在redis重新啟動(dòng)的時(shí)候加載這些數(shù)據(jù)，從而最大限度的降低緩存丟失帶來(lái)的影響。

5.集群（Cluster）

單臺(tái)服務(wù)器資源的總是有上限的，CPU資源和IO資源我們可以通過(guò)主從復(fù)制，進(jìn)行讀寫(xiě)分離，把一部分CPU和IO的壓力轉(zhuǎn)移到從服務(wù)器上，這也有點(diǎn)類似mysql數(shù)據(jù)庫(kù)的主從同步。

在Redis官方的分布式方案出來(lái)之前，有twemproxy和codis兩種方案，這兩個(gè)方案總體上來(lái)說(shuō)都是依賴proxy來(lái)進(jìn)行分布式的。

Redis支持哪幾種數(shù)據(jù)類型？

支持多種類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.string：最基本的數(shù)據(jù)類型，二進(jìn)制安全的字符串，最大512M。

2.list：按照添加順序保持順序的字符串列表。

3.set：無(wú)序的字符串集合，不存在重復(fù)的元素。

4.sorted set：已排序的字符串集合。

5.hash：key-value對(duì)的一種集合。

Redis是單進(jìn)程單線程的？

Redis是單進(jìn)程單線程的，Redis利用隊(duì)列技術(shù)將并發(fā)訪問(wèn)變?yōu)榇性L問(wèn)，消除了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)串行控制的開(kāi)銷。

Redis為什么是單線程的？

多線程處理會(huì)涉及到鎖，而且多線程處理會(huì)涉及到線程切換而消耗CPU。因?yàn)镃PU不是Redis的瓶頸，Redis的瓶頸最有可能是機(jī)器內(nèi)存或者網(wǎng)絡(luò)帶寬。單線程無(wú)法發(fā)揮多核CPU性能，不過(guò)可以通過(guò)在單機(jī)開(kāi)多個(gè)Redis實(shí)例來(lái)解決。

其它開(kāi)源軟件采用的模型

Nginx：多進(jìn)程單線程模型

Memcached：單進(jìn)程多線程模型

使用Redis的優(yōu)勢(shì)？

1.速度快，因?yàn)閿?shù)據(jù)存在內(nèi)存中，類似于HashMap，HashMap的優(yōu)勢(shì)就是查找和操作的時(shí)間復(fù)雜度都是O（1）

2. 支持豐富數(shù)據(jù)類型，支持string，list，set，sorted set，hash

3.支持事務(wù)，操作都是原子性，所謂的原子性就是對(duì)數(shù)據(jù)的更改要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行

4. 豐富的特性：可用于緩存，消息，按key設(shè)置過(guò)期時(shí)間，過(guò)期后將會(huì)自動(dòng)刪除

Redis單點(diǎn)吞吐量

單點(diǎn)TPS達(dá)到8萬(wàn)/秒，QPS達(dá)到10萬(wàn)/秒，補(bǔ)充下TPS和QPS的概念

1.QPS: 應(yīng)用系統(tǒng)每秒鐘最大能接受的用戶訪問(wèn)量

每秒鐘處理完請(qǐng)求的次數(shù)，注意這里是處理完，具體是指發(fā)出請(qǐng)求到服務(wù)器處理完成功返回結(jié)果。可以理解在server中有個(gè)counter，每處理一個(gè)請(qǐng)求加1，1秒后counter=QPS。

2.TPS： 每秒鐘最大能處理的請(qǐng)求數(shù)

每秒鐘處理完的事務(wù)次數(shù)，一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)1s能完成多少事務(wù)處理，一個(gè)事務(wù)在分布式處理中，可能會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)請(qǐng)求，對(duì)于衡量單個(gè)接口服務(wù)的處理能力，用QPS比較合理。

Redis相比memcached有哪些優(yōu)勢(shì)？

1.memcached所有的值均是簡(jiǎn)單的字符串，Redis作為其替代者，支持更為豐富的數(shù)據(jù)類型

2.Redis的速度比memcached快很多

3.Redis可以持久化其數(shù)據(jù)

4.Redis支持?jǐn)?shù)據(jù)的備份，即master-slave模式的數(shù)據(jù)備份。

Redis有哪幾種數(shù)據(jù)淘汰策略？

在Redis中，允許用戶設(shè)置最大使用內(nèi)存大小server.maxmemory，當(dāng)Redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)集大小上升到一定大小的時(shí)候，就會(huì)施行數(shù)據(jù)淘汰策略。

1.volatile-lru:從已設(shè)置過(guò)期的數(shù)據(jù)集中挑選最近最少使用的淘汰

2.volatile-ttr:從已設(shè)置過(guò)期的數(shù)據(jù)集中挑選將要過(guò)期的數(shù)據(jù)淘汰

3.volatile-random:從已設(shè)置過(guò)期的數(shù)據(jù)集中任意挑選數(shù)據(jù)淘汰

4.allkeys-lru:從數(shù)據(jù)集中挑選最近最少使用的數(shù)據(jù)淘汰

5.allkeys-random:從數(shù)據(jù)集中任意挑選數(shù)據(jù)淘汰

6.noenviction:禁止淘汰數(shù)據(jù)

redis淘汰數(shù)據(jù)時(shí)還會(huì)同步到aof

Redis集群方案應(yīng)該怎么做？都有哪些方案？

1.twemproxy

2.codis，目前用的最多的集群方案，基本和twemproxy一致的效果，但它支持在 節(jié)點(diǎn)數(shù)量改變情況下，舊節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可恢復(fù)到新hash節(jié)點(diǎn)。

3.Redis cluster3.0自帶的集，特點(diǎn)在于他的分布式算法不是一致性hash，而是hash槽的概念，以及自身支持節(jié)點(diǎn)設(shè)置從節(jié)點(diǎn)。

Redis讀寫(xiě)分離模型

通過(guò)增加Slave DB的數(shù)量，讀的性能可以線性增長(zhǎng)。為了避免Master DB的單點(diǎn)故障，集群一般都會(huì)采用兩臺(tái)Master DB做雙機(jī)熱備，所以整個(gè)集群的讀和寫(xiě)的可用性都非常高。

讀寫(xiě)分離架構(gòu)的缺陷在于，不管是Master還是Slave，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須保存完整的數(shù)據(jù)，如果在數(shù)據(jù)量很大的情況下，集群的擴(kuò)展能力還是受限于單個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)能力，而且對(duì)于Write-intensive類型的應(yīng)用，讀寫(xiě)分離架構(gòu)并不適合。

Redis數(shù)據(jù)分片模型

為了解決讀寫(xiě)分離模型的缺陷，可以將數(shù)據(jù)分片模型應(yīng)用進(jìn)來(lái)。

可以將每個(gè)節(jié)點(diǎn)看成都是獨(dú)立的master，然后通過(guò)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分片。

結(jié)合上面兩種模型，可以將每個(gè)master設(shè)計(jì)成由一個(gè)master和多個(gè)slave組成的模型。

Redis提供了哪幾種持久化方式？

RDB持久化方式能夠在指定的時(shí)間間隔能對(duì)你的數(shù)據(jù)進(jìn)行快照存儲(chǔ)

AOF持久化方式記錄每次對(duì)服務(wù)器寫(xiě)的操作,當(dāng)服務(wù)器重啟的時(shí)候會(huì)重新執(zhí)行這些命令來(lái)恢復(fù)原始的數(shù)據(jù),AOF命令以Redis協(xié)議追加保存每次寫(xiě)的操作到文件末尾.Redis還能對(duì)AOF文件進(jìn)行后臺(tái)重寫(xiě),使得AOF文件的體積不至于過(guò)大.

如果你只希望你的數(shù)據(jù)在服務(wù)器運(yùn)行的時(shí)候存在,你也可以不使用任何持久化方式.

你也可以同時(shí)開(kāi)啟兩種持久化方式, 在這種情況下, 當(dāng)Redis重啟的時(shí)候會(huì)優(yōu)先載入AOF文件來(lái)恢復(fù)原始的數(shù)據(jù),因?yàn)樵谕ǔＧ闆r下AOF文件保存的數(shù)據(jù)集要比RDB文件保存的數(shù)據(jù)集要完整.

最重要的事情是了解RDB和AOF持久化方式的不同,讓我們以RDB持久化方式開(kāi)始。

如何選擇合適的持久化方式？

1. Redis主要提供了兩種持久化機(jī)制：RDB和AOF；

2.RDB

默認(rèn)開(kāi)啟，會(huì)按照配置的指定時(shí)間將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)快照到磁盤中，創(chuàng)建一個(gè)dump.rdb文件，Redis啟動(dòng)時(shí)再恢復(fù)到內(nèi)存中。

Redis會(huì)單獨(dú)創(chuàng)建fork（）一個(gè)子進(jìn)程，將當(dāng)前父進(jìn)程的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)復(fù)制到子進(jìn)程的內(nèi)存中，然后由子進(jìn)程寫(xiě)入到臨時(shí)文件中，持久化的過(guò)程結(jié)束了，再用這個(gè)臨時(shí)文件替換上次的快照文件，然后子進(jìn)程退出，內(nèi)存釋放。

需要注意的是，每次快照持久化都會(huì)將主進(jìn)程的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)復(fù)制一遍，導(dǎo)致內(nèi)存開(kāi)銷加倍，若此時(shí)內(nèi)存不足，則會(huì)阻塞服務(wù)器運(yùn)行，直到復(fù)制結(jié)束釋放內(nèi)存；都會(huì)將內(nèi)存數(shù)據(jù)完整寫(xiě)入磁盤一次，所以如果數(shù)據(jù)量大的話，而且寫(xiě)操作頻繁，必然會(huì)引起大量的磁盤I/O操作，嚴(yán)重影響性能，并且最后一次持久化后的數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失；

3.AOF

以日志的形式記錄每個(gè)寫(xiě)操作（讀操作不記錄），只需追加文件但不可以改寫(xiě)文件，Redis啟動(dòng)時(shí)會(huì)根據(jù)日志從頭到尾全部執(zhí)行一遍以完成數(shù)據(jù)的恢復(fù)工作。包括flushDB也會(huì)執(zhí)行。

主要有兩種方式觸發(fā)：有寫(xiě)操作就寫(xiě)、每秒定時(shí)寫(xiě)（也會(huì)丟數(shù)據(jù)）。

因?yàn)锳OF采用追加的方式，所以文件會(huì)越來(lái)越大，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，新增了重寫(xiě)機(jī)制，就是當(dāng)日志文件大到一定程度的時(shí)候，會(huì)fork出一條新進(jìn)程來(lái)遍歷進(jìn)程內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，每條記錄對(duì)應(yīng)一條set語(yǔ)句，寫(xiě)到臨時(shí)文件中，然后再替換到舊的日志文件（類似rdb的操作方式）。默認(rèn)觸發(fā)是當(dāng)aof文件大小是上次重寫(xiě)后大小的一倍且文件大于64M時(shí)觸發(fā)。

當(dāng)兩種方式同時(shí)開(kāi)啟時(shí)，數(shù)據(jù)恢復(fù)Redis會(huì)優(yōu)先選擇AOF恢復(fù)。一般情況下，只要使用默認(rèn)開(kāi)啟的RDB即可，因?yàn)橄鄬?duì)于AOF，RDB便于進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)備份，并且恢復(fù)數(shù)據(jù)集的速度也要快很多。

開(kāi)啟持久化緩存機(jī)制，對(duì)性能會(huì)有一定的影響，特別是當(dāng)設(shè)置的內(nèi)存滿了的時(shí)候，更是下降到幾百reqs/s。所以如果只是用來(lái)做緩存的話，可以關(guān)掉持久化。

Redis常見(jiàn)性能問(wèn)題和解決方案？

（1） Master最好不要做任何持久化工作，如RDB內(nèi)存快照和AOF日志文件

（2） 如果數(shù)據(jù)比較重要，某個(gè)Slave開(kāi)啟AOF備份數(shù)據(jù)，策略設(shè)置為每秒同步一次

（3） 為了主從復(fù)制的速度和連接的穩(wěn)定性，Master和Slave最好在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)

（4） 盡量避免在壓力很大的主庫(kù)上增加從庫(kù)

（5） 主從復(fù)制不要用圖狀結(jié)構(gòu)，用單向鏈表結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，即：Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3…

這樣的結(jié)構(gòu)方便解決單點(diǎn)故障問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)Slave對(duì)Master的替換。如果Master掛了，可以立刻啟用Slave1做Master，其他不變。

Redis支持的Java客戶端都有哪些？官方推薦用哪個(gè)？

Redisson、Jedis、lettuce等等，官方推薦使用Redisson。

Redis哈希槽的概念？

Redis集群沒(méi)有使用一致性hash,而是引入了哈希槽的概念，當(dāng)需要在 Redis 集群中放置一個(gè) key-value 時(shí)，根據(jù) CRC16（key） mod 16384的值，決定將一個(gè)key放到哪個(gè)桶中。

Redis集群最大節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)是多少？

Redis集群預(yù)分好16384個(gè)桶（哈希槽）

Redis集群的主從復(fù)制模型是怎樣的？

為了使在部分節(jié)點(diǎn)失敗或者大部分節(jié)點(diǎn)無(wú)法通信的情況下集群仍然可用，所以集群使用了主從復(fù)制模型,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)有N-1個(gè)復(fù)制品.

Redis集群會(huì)有寫(xiě)操作丟失嗎？為什么？

Redis并不能保證數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性，這意味這在實(shí)際中集群在特定的條件下可能會(huì)丟失寫(xiě)操作。

Redis集群之間是如何復(fù)制的？

異步復(fù)制

Redis如何做內(nèi)存優(yōu)化？

盡可能使用散列表（hashes），散列表（是說(shuō)散列表里面存儲(chǔ)的數(shù)少）使用的內(nèi)存非常小，所以你應(yīng)該盡可能的將你的數(shù)據(jù)模型抽象到一個(gè)散列表里面。比如你的web系統(tǒng)中有一個(gè)用戶對(duì)象，不要為這個(gè)用戶的名稱，姓氏，郵箱，密碼設(shè)置單獨(dú)的key,而是應(yīng)該把這個(gè)用戶的所有信息存儲(chǔ)到一張散列表里面.

Redis回收進(jìn)程如何工作的？

一個(gè)客戶端運(yùn)行了新的命令，添加了新的數(shù)據(jù)。

Redi檢查內(nèi)存使用情況，如果大于maxmemory的限制, 則根據(jù)設(shè)定好的策略進(jìn)行回收。

Redis回收使用的是什么算法？

LRU算法

Redis有哪些適合的場(chǎng)景？

1）Session共享（單點(diǎn)登錄）

2）頁(yè)面緩存

3）隊(duì)列

4）排行榜/計(jì)數(shù)器

5）發(fā)布/訂閱

具體可以參考：高并發(fā)架構(gòu)系列：詳解Redis的存儲(chǔ)類型、集群架構(gòu)、以及應(yīng)用場(chǎng)景

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Redis系列教程(三)：如何解決Redis緩存雪崩、緩存穿透、緩存并發(fā)等5大難題

Redis系列教程(五)：Redis哨兵、復(fù)制、集群的設(shè)計(jì)原理，以及區(qū)別

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的史上最全Redis面试49题(含答案):哨兵+复制+事务+集群+持久化等的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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