Redis知识点面试题

• Redis
• • 1. Redis是什么？有哪些使用场景？有哪些功能？
  • 2. Redis持久化有几种方式？（怎么保证 Redis 挂掉之后再重启数据可以进行恢复）
  • 3. 什么是缓存穿透？怎么解决？
  • 4. 什么是缓存雪崩？怎么解决？
  • 5. 什么是缓存击穿？怎么解决？
  • 6. Redis支持的数据类型有哪些？
  • 7. Redis 内存淘汰机制（数据淘汰策略）？
  • 8. Redis 过期键的删除策略

Redis

1. Redis是什么？有哪些使用场景？有哪些功能？

Redis是一个使用C语言开发的高速缓存数据库。redis是Nosql数据库中使用较为广泛的非关系型内存数据库，redis内部是一个key-value存储系统。它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set –有序集合)和hash（哈希类型，类似于Java中的map）。Redis基于内存运行并支持持久化的NoSQL数据库，是当前最热门的NoSql数据库之一。

使用场景：记录帖子点赞数，点击数，评论数；

​ 缓存近期热帖；

​ 缓存文章详情信息；

​ 记录用户会话信息。

功能：数据缓存功能；分布式锁的功能；支持数据持久化；支持事务；支持消息队列。

2. Redis持久化有几种方式？（怎么保证 Redis 挂掉之后再重启数据可以进行恢复）

redis提供了两种持久化的方式，分别是RDB（Redis DataBase）和AOF（Append Only File）。

RDB就是在不同的时间点，将 redis 存储的数据生成快照，然后对快照进行备份，可以将快照复制到其他服务器从而创建具有相同数据的服务器副本（Redis 主从结构，主要用来提高 Redis 性能），还可以将快照留在原地以便重启服务器的时候使用。

AOF就是将 redis 执行过的所有写指令记录下来，在下次redis重新启动时，只要把这些写指令从前到后再重复执行一遍，就可以实现数据恢复了。

与快照持久化相比，AOF 持久化 的实时性更好，如果没有数据持久化的需求，也完全可以关闭RDB和AOF方式，这样的话，redis将变成一个纯内存数据库，就像memcache一样。Redis 4.0 开始支持 RDB 和 AOF 的混合持久化，如果把混合持久化打开，AOF 重写的时候就直接把 RDB 的内容写到 AOF 文件开头。这样做的好处是可以结合 RDB 和 AOF 的优点, 快速加载同时避免丢失过多的数据。当然缺点也是有的， AOF 里面的 RDB 部分是压缩格式不再是 AOF 格式，可读性较差。

3. 什么是缓存穿透？怎么解决？

缓存穿透：指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时需要从数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。

解决方案：（1）最基本的就是首先做好参数校验，一些不合法的参数请求直接抛出异常信息返回给客户端。比如查询的数据库 id 不能小于 0、传入的邮箱格式不对的时候直接返回错误消息给客户端等等。

（2）缓存无效 key：从缓存取不到的数据，在数据库中也没有取到，这时也可以将key-value对写为key-null，缓存有效时间可以设置短点，如30秒（设置太长会导致正常情况也没法使用）。这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击。

（3）布隆过滤器：把所有可能存在的请求的值都存放在布隆过滤器中，当用户请求过来，先判断用户发来的请求的值是否存在于布隆过滤器中。不存在的话，直接返回请求参数错误信息给客户端，存在的话才会走下面的流程。（但是，需要注意的是布隆过滤器可能会存在误判的情况。总结来说就是： 布隆过滤器说某个元素存在，小概率会误判。布隆过滤器说某个元素不在，那么这个元素一定不在。）

4. 什么是缓存雪崩？怎么解决？

缓存雪崩：当缓存服务器重启或者缓存在同一时间大面积的失效，后面的请求都直接落到了数据库上，造成数据库短时间内承受大量请求，引起数据库压力过大甚至宕机。

解决方案：（1）分散key的失效时间，在批量往 Redis 存数据的时候，把每个 Key 的失效时间都加个随机值就好了，这样可以保证数据不会在同一时间大面积失效。

（2）使用 redis 集群部署，即使有 redis 挂了，依然有其他的 redis 可以过来提供服务，当然最好就是使用redis cluster集群，多个redis master，不仅有主备服务可以在故障时进行切换，即使真的主备都挂了，那也只是一部分数据不能提供服务了，还有其他的master可以给其他提供服务，尽量的减少redis宕机所带来的影响。

（3）设置热点数据永远不过期，有更新操作就更新缓存

5. 什么是缓存击穿？怎么解决？

缓存击穿：指一个Key非常热点，在不停的扛着大并发，大并发集中对这一个点进行访问，当这个Key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个完好无损的桶上凿开了一个洞。

解决方案：（1）设置热点数据永远不过期

（2）加互斥锁

6. Redis支持的数据类型有哪些？

String，hash，list，set，zset

7. Redis 内存淘汰机制（数据淘汰策略）？

（1）volatile-lru（least recently used）：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

（2）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

（3）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

（4）allkeys-lru（least recently used）：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的 key（这个是最常用的）

（5）allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰

（6）no-eviction：禁止驱逐数据，也就是说当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。

（7）volatile-lfu（least frequently used）：从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最不经常使用的数据淘汰

（8）allkeys-lfu（least frequently used）：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最不经常使用的 key

8. Redis 过期键的删除策略

（1）定时删除策略

创建一个定时器，当 key 设置有过期时间，且过期时间到达时，由定时器任务立即执行对键的删除操作。

优点： 节约内存，到时间就删除，快速释放掉不必要的内存占用。

缺点： CPU压力很大，无论CPU此时负载量多高均占用CPU，会影响 redis 服务器响应时间和指令吞吐量。

总结： 用处理器性能换取存储空间（拿时间换空间）

（2）惰性删除策略

数据到达过期时间，不做处理。等下次访问该数据时，如果未过期，返回数据；发现已过期，删除，返回不存在。

优点： 节约CPU性能，发现必须删除的时候才删除。

缺点： 内存压力很大，出现长期占用内存的数据。

总结： 用存储空间换取处理器性能（拿空间换时间）

（3）定期删除策略

定期删除策略是定时删除策略和惰性删除策略的一种整合折中方案。

定期删除策略是每隔一段时间执行一次删除操作，并通过限制删除操作执行的时长和频率，来减少删除操作对CPU的影响；另一方面定时删除有效的减少了因惰性删除带来的内存浪费。

实现过程： 过期键的定期删除策略由 activeExpireCycle 函数实现，每当Redis服务器的周期性操作 serverCron 函数执行时，activeExpireCycle 函数就会被调用，它在规定的时间内，分多次遍历服务器中的各个数据库，从数据库的expires字典中随机检查一部分键的过期时间，并删除其中的过期键。

总结： 周期性抽查存储空间（随机抽查，重点抽查）

Redis 使用的策略

redis 使用的过期键值删除策略是：惰性删除加上定期删除，两者配合使用。