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Redis面试题 & 知识点 整理(一)
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什么情况使用redis做缓存,而不用自带map缓存?
缓存分为本地缓存和分布式缓存。以 Java 为例,使用自带的 map 或者 guava 实现的是本地缓存,最主要的特点是轻量以及快速,生命周期随着 jvm 的销毁而结束,并且在多实例的情况下,每个实例都需要各自保存一份缓存,缓存不具有一致性。
使用 redis 或 memcached 之类的称为分布式缓存,在多实例的情况下,各实例共用一份缓存数据,缓存具有一致性。缺点是需要保持 redis 或 memcached服务的高可用,整个程序架构上较为复杂。
Redis的优点和缺点
优点
读写性能优异, Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s。
支持数据持久化,支持AOF和RDB两种持久化方式。
支持事务,Redis的所有操作都是原子性的,同时Redis还支持对几个操作合并后的原子性执行。
数据结构丰富,除了支持string类型的value外还支持hash、set、zset、list等数据结构。
支持主从复制,主机会自动将数据同步到从机,可以进行读写分离。
缺点
数据库容量受到物理内存的限制,不能用作海量数据的高性能读写,因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上。
Redis 不具备自动容错和恢复功能,主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败,需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。
主机宕机,宕机前有部分数据未能及时同步到从机,切换IP后还会引入数据不一致的问题,降低了系统的可用性。
Redis 较难支持在线扩容,在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。为避免这一问题,运维人员在系统上线时必须确保有足够的空间,这对资源造成了很大的浪费。
Redis有事务吗?支持原子性吗?
Redis有事务。
但是,Redis 事务保证了其中的一致性(C)和隔离性(I),但并不保证原子性(A)和持久性(D)。
Redis适合的应用场景?
计数器
可以对 String 进行自增自减运算,从而实现计数器功能。Redis 这种内存型数据库的读写性能非常高,很适合存储频繁读写的计数量。
缓存
将热点数据放到内存中,设置内存的最大使用量以及淘汰策略来保证缓存的命中率。
会话缓存
可以使用 Redis 来统一存储多台应用服务器的会话信息。当应用服务器不再存储用户的会话信息,也就不再具有状态,一个用户可以请求任意一个应用服务器,从而更容易实现高可用性以及可伸缩性。
全页缓存(FPC)
除基本的会话token之外,Redis还提供很简便的FPC平台。以Magento为例,Magento提供一个插件来使用Redis作为全页缓存后端。此外,对WordPress的用户来说,Pantheon有一个非常好的插件 wp-redis,这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。
查找表
例如 DNS 记录就很适合使用 Redis 进行存储。查找表和缓存类似,也是利用了 Redis 快速的查找特性。但是查找表的内容不能失效,而缓存的内容可以失效,因为缓存不作为可靠的数据来源。
消息队列(发布/订阅功能)
List 是一个双向链表,可以通过 lpush 和 rpop 写入和读取消息。不过最好使用 Kafka、RabbitMQ 等消息中间件。
分布式锁实现
在分布式场景下,无法使用单机环境下的锁来对多个节点上的进程进行同步。可以使用 Redis 自带的 SETNX 命令实现分布式锁,除此之外,还可以使用官方提供的 RedLock 分布式锁实现。
其它
Set 可以实现交集、并集等操作,从而实现共同好友等功能。ZSet 可以实现有序性操作,从而实现排行榜等功能。
Redis的有哪两种持久化方案?如何选择合适的持久化方式?
1,两种持久化方案:
AOF持久化和RDB持久化。
2,如何选择合适的持久化方式:
一般来说, 如果想达到足以媲美PostgreSQL的数据安全性,你应该同时使用两种持久化功能。在这种情况下,当 Redis 重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整。
如果你非常关心你的数据, 但仍然可以承受数分钟以内的数据丢失,那么你可以只使用RDB持久化。
有很多用户都只使用AOF持久化,但并不推荐这种方式,因为定时生成RDB快照(snapshot)非常便于进行数据库备份, 并且 RDB 恢复数据集的速度也要比AOF恢复的速度要快,除此之外,使用RDB还可以避免AOF程序的bug。
如果你只希望你的数据在服务器运行的时候存在,你也可以不使用任何持久化方式。
为什么说Redis是单线程?Redis读写速度是多少?为什么这么快?
为什么Redis是单线程的
redis 核心就是 如果我的数据全都在内存里,我单线程的去操作 就是效率最高的,为什么呢,因为多线程的本质就是 CPU 模拟出来多个线程的情况,这种模拟出来的情况就有一个代价,就是上下文的切换,对于一个内存的系统来说,它没有上下文的切换就是效率最高的。redis 用 单个CPU 绑定一块内存的数据,然后针对这块内存的数据进行多次读写的时候,都是在一个CPU上完成的,所以它是单线程处理这个事。在内存的情况下,这个方案就是最佳方案。
redis读写速度
redis读写性能测试redis官网测试读写能到10万左右,非常吸引人,我在研发环境对redis进行测试,发现redis的速度的确很快,此测试是为日后应用优化提供研发参考。由于受到网络环境的限制,本机是100M的网卡,最高10M/s的传输速度,所以当测试到每秒读取45000条时,测试机和测试服务器上传或者下载速度已经达到10M/s,基本到了网络瓶颈,无法再提高,这个应该是网络吞吐量的原因,不过CPU的利用率直到20%左右。如果网络传输速度更快的话,应该还可以提高,另外,在不进行批量获取数据的时候,也就是每次发送一个key获取一个值的方式处理,基本处理能力只在1100条左右,估计是受制于网络速度的原因。
Redis为什么这么快
1、完全基于内存,绝大部分请求是纯粹的内存操作,非常快速。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O(1);
2、数据结构简单,对数据操作也简单,Redis中的数据结构是专门进行设计的;
3、采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU,不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗;
4、使用多路I/O复用模型,非阻塞IO;
5、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;
Redis 和Memcached有什么区别
简单来说:
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型。
redis的速度比memcached快很多。
redis可以持久化其数据。
Redis常用数据类型有哪些,它们的应用场景是什么?
请简单概括redis是什么
Redis,全称为:Remote Dictionary Server(远程数据服务),是一个使用 C 语言编写的,开源的(BSD许可)高性能非关系型(NoSQL)的键值对数据库。
Redis 可以存储键和五种不同类型的值之间的映射。键的类型只能为字符串,值支持五种数据类型:字符串、列表、集合、散列表、有序集合。
与传统数据库不同的是 Redis 的数据是存在内存中的,所以读写速度非常快,因此 redis 被广泛应用于缓存方向,每秒可以处理超过 10万次读写操作,是已知性能最快的Key-Value DB。
另外,Redis 也经常用来做分布式锁。
除此之外,Redis 支持事务 、持久化、LUA脚本、LRU驱动事件、多种集群方案
什么是NoSQL? NoSQL和关系型数据库的区别? 为什么使用NoSQL? Redis是NoSQL吗?
一、NoSQL的简介
NoSQL,指的是非关系型的数据库。NoSQL有时也称作Not Only SQL的缩写,是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称。NoSQL用于超大规模数据的存储。这些类型的数据存储不需要固定的模式,无需多余操作就可以横向扩展。
二、Nosql和关系型数据库的区别
1.存储方式。略
2.存储结构。略
3.存储规范。略
4.存储扩展。略
5.查询方式。略
6.事务。略
7.性能。略
8.授权方式。略
三、为什么使用NoSQL ?
今天我们可以通过第三方平台(如:Google,Facebook等)可以很容易的访问和抓取数据。用户的个人信息,社交网络,地理位置,用户生成的数据和用户操作日志已经成倍的增加。我们如果要对这些用户数据进行挖掘,那SQL数据库已经不适合这些应用了,NoSQL数据库的发展也却能很好的处理这些大的数据。
四,Redis是NoSQL。
内容总结
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