分享Redis常見面試題

介紹：Redis 是一個開源的使用ANSI C 語言編寫、遵守BSD 協定、支援網路、可基於記憶體亦可持久化的日誌型、Key-Value 資料庫，並提供多種語言的API的非關係型資料庫。

專題推薦：2020年redis面試題大全（最新）

傳統資料庫遵循 ACID 規則。而 Nosql（Not Only SQL 的縮寫，是對不同於傳統的關係型資料庫的資料庫管理系統的統稱） 一般為分散式而分散式一般遵循 CAP 定理。

Github 原始碼：https://github.com/antirez/redis

Redis 官網：https://redis.io/

推薦：《redis教程》

Redis支援的資料類型？

String字串：

格式: set key value

#string類型是二進位安全的。意思是redis的string可以包含任何資料。例如jpg圖片或是序列化的物件 。

string類型是Redis最基本的資料類型，一個鍵最大能儲存512MB。

Hash（雜湊）

格式: hmset name  key1 value1 key2 value2

Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。

Redis hash是一個string類型的field和value的映射表，hash特別適合用於儲存物件。

List（列表）

Redis 列表是簡單的字串列表，依照插入順序排序。你可以將一個元素新增到列表的頭部（左邊）或尾部（右邊）

格式: lpush  name  value

在key 對應list 的頭部加入字串元素

#格式: rpush  name  value

在key 對應list 的尾部加入字串元素

格式: lrem name  index

key 對應list 中刪除count 個和value 相同的元素

格式: llen name  

返回key 對應list 的長度

Set（集合）

格式: sadd  name  value

#Redis的Set是string類型的無序集合。

集合是透過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的複雜度都是O(1)。

zset(sorted set：有序集合)

格式: zadd  name score value

Redis zset 和set 一樣也是string類型元素的集合,且不允許重複的成員。

不同的是每個元素都會關聯一個double類型的分數。 redis正是透過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序。

zset的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重複。

什麼是Redis持久化？ Redis有哪幾種持久化方式？優缺點是什麼？

持久化就是把記憶體的資料寫到磁碟中去，防止服務宕機了記憶體資料遺失。

Redis 提供了兩種持久化方式:RDB（預設） 和AOF 

RDB：

rdb是Redis DataBase縮寫

功能核心函數rdbSave(產生RDB檔案)和rdbLoad（從檔案載入記憶體）兩個函數

AOF:

Aof是Append-only file縮寫

每當執行伺服器(定時)任務或函數時flushAppendOnlyFile 函數都會被調用， 這個函數執行以下兩個工作

aof寫入保存：

WRITE：根據條件，將 aof_buf 中的快取寫入到AOF 檔案

SAVE：依照條件，呼叫 fsync 或 fdatasync 函數，將AOF 檔案儲存到磁碟中。

儲存結構:

  內容是redis通訊協定(RESP )格式的指令文字儲存。

比較：

1、aof檔案比rdb更新頻率高，優先使用aof還原資料。

2、aof比rdb更安全也更大

3、rdb效能比aof好

4、如果兩個都配了優先載入AOF

剛剛上面你有提到redis通訊協定(RESP )，可以解釋下什麼是RESP？有什麼特點？ （可以看到很多面試其實都是連續砲，面試官其實在等著你回答到這個點，如果你答上了對你的評價就又加了一分）

RESP是redis客戶端和服務端之前使用的一種通訊協定；

RESP 的特點：實作簡單、快速解析、可讀性好

For Simple Strings the first byte of the reply is " " 回覆

For Errors the first byte of the reply is "-" 錯誤

For Integers the first byte of the reply is ":" 整數

For Bulk Strings the first byte of the reply is "$" 字串

For Arrays the first byte of the reply is "*" 陣列

#Redis 有哪些架構模式？講講各自的特色

 單機版

特點：簡單

問題：

1、記憶體容量有限 2、處理能力有限 3、無法高可用。

主從複製

#Redis 的複製（replication）功能允許使用者根據一個Redis 伺服器來建立任意多個該伺服器的複製品，其中複製的伺服器為主伺服器（master），而透過複製建立出來的伺服器複製品則為從伺服器（slave）。只要主從伺服器之間的網路連接正常，主從伺服器兩者會具有相同的數據，主伺服器就會一直將發生在自己身上的數據更新同步 給從伺服器，從而一直保證主從伺服器的資料相同。

特點：

1、master/slave 角色

2、master/slave 資料相同

3、降低master 讀取壓力在轉交給從函式庫

問題：

無法保證高可用

沒有解決master 寫的壓力

##哨兵

Redis sentinel 是分散式系統中監控redis 主從伺服器，並在主伺服器下線時自動進行故障轉移。其中三個功能：

監控（Monitoring）：    Sentinel  會不斷檢查你的主伺服器和從伺服器是否運作正常。

提醒（Notification）： 當被監控的某個 Redis 伺服器出現問題時， Sentinel 可以透過 API 向管理員或其他應用程式發送通知。

自動故障遷移（Automatic failover）： 當一個主伺服器無法正常運作時， Sentinel 會開始一次自動故障遷移作業。

特點：

1、保證高可用

2、監控各個節點

3、自動故障遷移

##缺點：主從模式，切換需要時間丟資料

沒有解決master 寫的壓力

叢集（proxy 類型）：

Twemproxy 是一個Twitter 開源的一個redis 和memcache 快速/輕量級代理伺服器； Twemproxy 是一個快速的單線程代理程序，支援Memcached ASCII 協定和redis 協定。

特點：1、多種hash 演算法：MD5、CRC16、CRC32、CRC32a、hsieh、murmur、Jenkins 

2、支援失敗節點自動刪除

3、後端Sharding 分片邏輯對業務透明，業務方的讀寫方式和操作單一Redis 一致性

缺點：增加了新的proxy，需要維護其高可用。

 

failover 邏輯需要自己實現，本身不能支援故障的自動轉移可擴展性差，進行擴縮容都需要手動幹預

群集（直連型）：

從redis 3.0之後版本支援redis-cluster集群，Redis-Cluster採用無中心結構，每個節點保存資料和整個叢集狀態,每個節點都和其他所有節點連接。

特點：

1、無中心架構（不存在哪個節點影響效能瓶頸），少了 proxy 層。

2、資料依 slot 儲存分佈在多個節點，節點間資料共享，可動態調整資料分佈。

3、可擴充性，可線性擴展到 1000 個節點，節點可動態新增或移除。

4、高可用性，部分節點不可用時，叢集仍可用。透過增加 Slave 做備份資料副本

5、實作故障自動 failover，節點之間透過 gossip 協定交換狀態訊息，用投票機製完成 Slave到 Master 的角色提升。

缺點：

1、資源隔離性較差，容易出現相互影響的情況。

2、資料透過非同步複製,不保證資料的強一致性

 

什麼是一致性雜湊演算法？什麼是哈希槽？

Redis常用指令？

Keys pattern

*表示區配所有

#以bit開頭的

查看Exists  key是否存在

#Set

設定key 對應的值為string 類型的value。

setnx

設定 key 對應的值為 string 類型的 value。如果 key 已經存在，回傳 0，nx 是 not exist 的意思。

刪除某個key

第一次回傳1 刪除了第二次回傳0

Expire 設定過期時間（單位秒）

TTL查看剩下多少時間

返回負數則key失效，key不存在了

Setex

設定key 對應的值為string 類型的value，並指定此鍵值對應的有效期限。

Mset

一次設定多個 key 的值，成功回傳 ok 表示所有的值都設定了，失敗回傳 0 表示沒有任何值被設定。

Getset

設定 key 的值，並傳回 key 的舊值。

Mget

一次取得多個 key 的值，如果對應 key 不存在，則對應傳回 nil。

Incr

對 key 的值做加加操作,並傳回新的值。注意incr 一個不是int 的value 會回傳錯誤，incr 一個不存在的key，則設定key 為1

incrby

同incr 類似，加指定值，key 不存在時候會設定key，並認為原來的value 是0

Decr

對key 的值做的是減減操作，decr 一個不存在key，則設定key 為-1

#Decrby

同decr，減指定值。

Append

給指定 key 的字串值追加 value,傳回新字串值的長度。

Strlen

取指定 key 的 value 值的長度。

persist xxx(取消過期時間)

選擇資料庫（0-15庫）

Select 0 //選擇資料庫

move age 1//把age 移到1函式庫

Randomkey隨機回傳一個key

Rename重新命名

Type 回傳資料型別

08

#使用過Redis分散式鎖麼，它是怎麼實現的？

先拿setnx來爭搶鎖，搶到之後，再用expire給鎖加一個過期時間防止鎖忘記了釋放。

如果在setnx之後執行expire之前行程意外crash或是要重新啟動維護了，那會怎麼樣？

set指令有非常複雜的參數，這個應該是可以同時把setnx和expire合成一條指令來用的！

09

使用過Redis做非同步隊列麼，你是怎麼用的？有什麼缺點？

一般使用list結構作為佇列，rpush生產訊息，lpop消費訊息。當lpop沒有消息的時候，要適當sleep一會兒再重試。

缺點：

在消費者下線的情況下，生產的訊息會遺失，得使用專業的訊息佇列如rabbitmq等。

能不能生產一次消費多次呢？

使用pub/sub主題訂閱者模式，可以實作1:N的訊息佇列。

10

什麼是快取穿透？如何避免？什麼是緩存雪崩？何如避免？

快取穿透

一般的快取系統，都是依照key去快取查詢，如果不存在對應的value，就應該去後端系統找（例如DB）。有些惡意的請求會故意查詢不存在的key,請求量很大，就會對後端系統造成很大的壓力。這就叫做緩存穿透。

如何避免？

1：對查詢結果為空的情況也進行緩存，緩存時間設定短一點，或該key對應的資料insert了之後清理快取。

2：將一定不存在的key過濾。可以把所有的可能存在的key放到一個大的Bitmap中，查詢時透過該bitmap過濾。

快取雪崩

當快取伺服器重新啟動或大量快取集中在某一個時間段失效，這樣在失效的時候，會給後端系統帶來很大壓力。導致系統崩潰。

如何避免？

1：在快取失效後，透過加鎖或佇列來控制讀取資料庫寫入快取的執行緒數量。例如對某個key只允許一個線程查詢資料和寫入緩存，其他線程等待。

2：做二級緩存，A1為原始緩存，A2為拷貝緩存，A1失效時，可以存取A2，A1快取失效時間設定為短期，A2設定為長期

3 ：不同的key，設定不同的過期時間，讓快取失效的時間點盡量均勻。

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