【挑战面试官】Redis全知识点梳理

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了【挑战面试官】Redis全知识点梳理，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含14491字，纯文字阅读大概需要21分钟。

内容图文

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• • • • • 1、什么是 Redis?
        • 1.1 Redis 优势
        • 1.2 Redis 与其他 key-value 存储有什么不同？
        • 2、Redis 的数据类型？
        • 3、使用 Redis 有哪些好处？
        • 4、Redis 相比 Memcached 有哪些优势？
        • 5、Memcache 与 Redis 的区别都有哪些？
        • 6、Redis 是单进程单线程的？
        • 7、一个字符串类型的值能存储最大容量是多少？
        • 8、Redis 的持久化机制是什么？各自的优缺点？
        • RDB:
        • AOF：
        • 9、Redis 常见性能问题和解决方案：
        • 10、redis 过期键的删除策略？
        • 11、Redis 的回收策略（淘汰策略）?
        • 12、为什么 Redis 需要把所有数据放到内存中？
        • 13、Redis 的同步机制了解么？
        • 14、Pipeline 有什么好处，为什么要用 pipeline？
        • 15、是否使用过 Redis 集群，集群的原理是什么？
        • 16、Redis 集群方案什么情况下会导致整个集群不可用？
        • 17、Redis 支持的 Java 客户端都有哪些？官方推荐用哪个？
        • 18、Jedis 与 Redisson 对比有什么优缺点？
        • 19、Redis 如何设置密码及验证密码？
        • 20、说说 Redis 哈希槽的概念？
        • 21、Redis 集群的主从复制模型是怎样的？
        • 22、Redis 集群会有写操作丢失吗？为什么？
        • 23、Redis 集群之间是如何复制的？
        • 24、Redis 集群最大节点个数是多少？
        • 25、Redis 集群如何选择数据库？
        • 26、怎么测试 Redis 的连通性？
        • 27、怎么理解 Redis 事务？
        • 28、Redis 事务相关的命令有哪几个？
        • 29、Redis key 的过期时间和永久有效分别怎么设置？
        • 30、Redis 如何做内存优化？
        • 31、Redis 回收进程如何工作的？
        • 32、都有哪些办法可以降低 Redis 的内存使用情况呢？
        • 33、Redis 的内存用完了会发生什么？
        • 34、一个 Redis 实例最多能存放多少的 keys？List、Set、 Sorted Set 他们最多能存放多少元素？
        • 35、MySQL 里有 2000w 数据，redis 中只存 20w 的数据，如 何保证 redis 中的数据都是热点数据？
        • 36、Redis 最适合的场景？
        • 37、假如 Redis 里面有 1 亿个 key，其中有 10w 个 key 是以 某个固定的已知的前缀开头的，如果将它们全部找出来？
        • 38、如果有大量的 key 需要设置同一时间过期，一般需要注意 什么？
        • 39、使用过 Redis 做异步队列么，你是怎么用的？
        • 40、使用过 Redis 分布式锁么，它是什么回事？
        • 41、Redis的缓存穿透，缓存击穿，缓存雪崩问题
          

1、什么是 Redis?

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：

• 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。
• 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。
• Redis 支持数据的备份，即 master-slave 模式的数据备份。

1.1 Redis 优势

性能极高 – Redis 能读的速度是 110000 次/s,写的速度是 81000 次/s 。

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。

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。

丰富的特性 – Redis 还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

1.2 Redis 与其他 key-value 存储有什么不同？

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。

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？

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。

高级数据结构：Redis Module，像 BloomFilter，RedisSearch，Redis-ML

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 快很多

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？

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？

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:

RDB:

RDB是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：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

缺点：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

AOF：

Append-only file，将“操作 + 数据”以格式化指令的方式追加到操作日志文件的尾部，在append操作返 回后(已经写入到文件或者即将写入)，才进行实际的数据变更，“日志文件”保存了历史所有的操作过程； 当server需要数据恢复时，可以直接replay此日志文件，即可还原所有的操作过程。AOF相对可靠，它 和mysql中bin.log、apache.log、zookeeper中txn-log简直异曲同工。AOF文件内容是字符串，非常容易阅读和解析。

**优点：**可以保持更高的数据完整性，如果设置追加file的时间是1s，如果redis发生故障，最多会丢失1s 的数据；且如果日志写入不完整支持redis-check-aof来进行日志修复；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：**AOF文件比RDB文件大，且恢复速度慢。

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次。

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（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（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 Redis 需要把所有数据放到内存中？

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？

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？

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？

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？

Redisson、Jedis、lettuce 等等，官方推荐使用 Redisson。Jedis功能更强大。

18、Jedis 与 Redisson 对比有什么优缺点？

Jedis 是 Redis 的 Java 实现的客户端，其 API 提供了比较全面的 Redis 命令 的支持；Redisson 实现了分布式和可扩展的 Java 数据结构，和 Jedis 相比，功能 较为简单，不支持字符串操作，不支持排序、事务、管道、分区等 Redis 特性。 Redisson 的宗旨是促进使用者对 Redis 的关注分离，从而让使用者能够将精力更 集中地放在处理业务逻辑上。

19、Redis 如何设置密码及验证密码？

设置密码：config set requirepass 123456

授权密码：auth 123456

20、说说 Redis 哈希槽的概念？

Redis 集群没有使用一致性 hash,而是引入了哈希槽的概念，Redis 集群有 16384 个哈希槽，每个 key 通过 CRC16 校验后对 16384 取模来决定放置哪个槽， 集群的每个节点负责一部分 hash 槽。

21、Redis 集群的主从复制模型是怎样的？

为了使在部分节点失败或者大部分节点无法通信的情况下集群仍然可用，所 以集群使用了主从复制模型,每个节点都会有 N-1 个复制品.

22、Redis 集群会有写操作丢失吗？为什么？

Redis 并不能保证数据的强一致性，这意味这在实际中集群在特定的条件下可 能会丢失写操作。

23、Redis 集群之间是如何复制的？

异步复制

24、Redis 集群最大节点个数是多少？

16384 个。

25、Redis 集群如何选择数据库？

Redis 集群目前无法做数据库选择，默认在 0 数据库。

26、怎么测试 Redis 的连通性？

使用 ping 命令。

27、怎么理解 Redis 事务？

1）事务是一个单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。 事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。

2）事务是一个原子操作：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。

28、Redis 事务相关的命令有哪几个？

MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH

29、Redis key 的过期时间和永久有效分别怎么设置？

EXPIRE 和 PERSIST 命令。

30、Redis 如何做内存优化？

一个对象对应一个hash：尽可能使用散列表（hashes），散列表（是说散列表里面存储的数少）使用 的内存非常小，所以你应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。比 如你的 web 系统中有一个用户对象，不要为这个用户的名称，姓氏，邮箱，密码 设置单独的 key,而是应该把这个用户的所有信息存储到一张散列表里面.

31、Redis 回收进程如何工作的？

新的命令超越了Redis的最大内存边界：一个客户端运行了新的命令，添加了新的数据。Redis 检查内存使用情况，如果大于 maxmemory 的限制, 则根据设定好的策略进行回收。一个新的命令被执 ，等等。所以我们不断地穿越内存限制的边界，通过不断达到边界然后不断地 回收回到边界以下。如果一个命令的结果导致大量内存被使用（例如很大的集合 的交集保存到一个新的键），不用多久内存限制就会被这个内存使用量超越。

32、都有哪些办法可以降低 Redis 的内存使用情况呢？

如果你使用的是 32 位的 Redis 实例，可以好好利用 Hash,list,sorted set,set 等集合类型数据，因为通常情况下很多小的 Key-Value 可以用更紧凑的方式存放 到一起。

33、Redis 的内存用完了会发生什么？

如果达到设置的上限，Redis 的写命令会返回错误信息（但是读命令还可以正 常返回。）或者你可以将 Redis 当缓存来使用配置淘汰机制，当 Redis 达到内存上限时会冲刷掉旧的内容。

34、一个 Redis 实例最多能存放多少的 keys？List、Set、 Sorted Set 他们最多能存放多少元素？

理论上 Redis 可以处理多达 232 的 keys，并且在实际中进行了测试，每个实例至少存放了 2 亿 5 千万的 keys。我们正在测试一些较大的值。任何 list、set、 和 sorted set 都可以放 232 个元素。换句话说，Redis 的存储极限是系统中的可用内存值。

35、MySQL 里有 2000w 数据，redis 中只存 20w 的数据，如 何保证 redis 中的数据都是热点数据？

Redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候，就会施行数据淘汰策略。

相关知识：Redis 提供的6 种数据淘汰策略。

36、Redis 最适合的场景？

缓存、队列、排行榜、计数器、发布/订阅

37、假如 Redis 里面有 1 亿个 key，其中有 10w 个 key 是以 某个固定的已知的前缀开头的，如果将它们全部找出来？

使用 keys 指令可以扫出指定模式的 key 列表。

：如果这个 redis 正在给线上的业务提供服务，那使用 keys 指令会 有什么问题？

redis 的单线程的。keys 指令会导致线程阻塞一段时间，线上服务会停顿，直到指令执行完毕，服务才能恢复。这个时 候可以使用 scan 指令，scan 指令可以无阻塞的提取出指定模式的 key 列表，但 是会有一定的重复概率，在客户端做一次去重就可以了，但是整体所花费的时间 会比直接用 keys 指令长。

38、如果有大量的 key 需要设置同一时间过期，一般需要注意 什么？

如果大量的 key 过期时间设置的过于集中，到过期的那个时间点，redis 可能会出现短暂的卡顿现象。一般需要在时间上加一个随机值，使得过期时间分散一 些。

39、使用过 Redis 做异步队列么，你是怎么用的？

一般使用 list 结构作为队列，rpush 生产消息，lpop 消费消息。当 lpop 没有 消息的时候，要适当 sleep 一会再重试。

可不可以不用 sleep 呢？

list 还有个指令叫 blpop，在没有消息的时候，它会阻塞住直到消息到来。

能不能生产一次消费多次呢？

使用 pub/sub 主题订阅者模式，可以实现 1:N 的消息队列。

redis 如何实现延时队列？

使用 sortedset，拿时间戳作为 score，消息内容作为 key 调用 zadd 来生产消息，消费者用 zrangebyscore 指令 获取 N 秒之前的数据轮询进行处理。

40、使用过 Redis 分布式锁么，它是什么回事？

先拿 setnx 来争抢锁，抢到之后，再用 expire 给锁加一个过期时间防止锁忘记了释放。

如果在 setnx 之后执行 expire 之前进程意外 crash 或者要重启维护了，那会怎么样？

set 指令有非常复杂的参数，是可以同时把 setnx 和 expire 合成一条指令来用的！

41、Redis的缓存穿透，缓存击穿，缓存雪崩问题

1、缓存雪崩：由于原有缓存失效（或者数据未加载到缓存中），新缓存未到期间（缓存正常从Redis中获取，如下图）所有原本应该访问缓存的请求都去查询数据库了，而对数据库CPU和 内存造成巨大压力，严重的会造成数据库宕机，造成系统的崩溃。

= > 可以通过加锁排队解决，或者根据业务设置不同的缓存失效时间

2、缓存穿透：缓存穿透是指用户查询数据，在数据库没有，自然在缓存中也不会有。这样就导致用户查询的时候， 在缓存中找不到，每次都要去数据库再查询一遍，然后返回空。这样请求就绕过缓存直接查数据库，这也是经常提的缓存命中率问题。

= > 在Redis中给查询到的空值存一个默认值或直接存空结果

3、缓存击穿

对于一些设置了过期时间的key，如果这些key可能会在某些时间点被超高并发地访问，是一种非常“热点”的数据。这个时候，需要考虑一个问题：缓存被“击穿”的问题，这个和缓存雪崩的区别在于这里针对某一key缓存，前者则是很多key。

某个key访问非常频繁，当key失效的时候有大量线程来构建缓存，导致负载增加，系统崩溃。

= > 解决方式类似缓存雪崩

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的【挑战面试官】Redis全知识点梳理全部内容，希望文章能够帮你解决【挑战面试官】Redis全知识点梳理所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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