互連網公司面試經常會問的Redis題目

標籤：origin   檔案載入   get   需要   strip   元素   還原   write   情況下   

Redis是一個非常火的非關係型資料庫，火到什麼程度呢？只要是一個互連網公司都會使用到。Redis相關的問題可以說是面試必問的,下面我從個人當面試官的經驗，總結幾個必須要掌握的知識點。(知識點較多，我整理了個思維導圖，後台回複redis，發送給你) 介紹：Redis 是一個開源的使用 ANSI C 語言編寫、遵守 BSD 協議、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。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） 一般為分布式而分布式一般遵循 CAP 定理。

Github 源碼：https://github.com/antirez/redis

Redis 官網：https://redis.io/ 

01

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。比如jpg圖片或者序列化的對象 。

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 是一個索引值(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，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）

格式: lpush  name  value

在 key 對應 list 的頭部添加字串元素

格式: rpush  name  value

在 key 對應 list 的尾部添加字串元素

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。

集合是通過雜湊表實現的，所以添加，刪除，尋找的複雜度都是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正是通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。

02

什麼是Redis持久化？Redis有哪幾種持久化方式？優缺點是什嗎？

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丟失。

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)任務或者函數時flushAppendOnlyFile 函數都會被調用， 這個函數執行以下兩個工作

aof寫入儲存：

WRITE：根據條件，將 aof_buf 中的緩衝寫入到 AOF 檔案

SAVE：根據條件，調用 fsync 或 fdatasync 函數，將 AOF 檔案儲存到磁碟中。

儲存結構:

  內容是redis通訊協議(RESP )格式的命令文本儲存。

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

03

剛剛上面你有提到redis通訊協議(RESP )，能解釋下什麼是RESP？有什麼特點？（可以看到很多面試其實都是連環炮，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用戶端和服務端之前使用的一種通訊協議；

RESP 的特點：實現簡單、快速解析、可讀性好

For Simple Strings the first byte of the reply is "+" 回複

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 "*" 數組

04

Redis 有哪些架構模式？講講各自的特點

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，其中被複製的伺服器為主伺服器（master），而通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資料，主伺服器就會一直將發生在自己身上的資料更新同步 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 讀壓力在轉交從庫

問題：

無法保證高可用

沒有解決 master 寫的壓力

哨兵

 

 

Redis sentinel 是一個分布式系統中監控 redis 主從伺服器，並在主伺服器下線時自動進行容錯移轉。其中三個特性：

監控（Monitoring）：    Sentinel  會不斷地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 可以通過 API 向管理員或者其他應用程式發送通知。

自動故障遷移（Automatic failover）： 當一個主伺服器不能正常工作時， Sentinel 會開始一次自動故障遷移操作。

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 型）：

 

 

 

Twemproxy 是一個 Twitter 開源的一個 redis 和 memcache 快速/輕量級Proxy 伺服器； Twemproxy 是一個快速的單線程代理程式，支援 Memcached ASCII 協議和 redis 協議。

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 分區邏輯對業務透明，業務方的讀寫方式和操作單個 Redis 一致

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，其本身不能支援故障的自動轉移可擴充性差，進行擴縮容都需要手動幹預

叢集（直連型）：

 

 

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

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、資料按照 slot 儲存分布在多個節點，節點間資料共用，可動態調整資料分布。

3、可擴充性，可線性擴充到 1000 個節點，節點可動態添加或刪除。

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

5、實現故障自動 failover，節點之間通過 gossip 協議交換狀態資訊，用投票機制完成 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、資料通過非同步複製,不保證資料的強一致性

05

什麼是一致性雜湊演算法？什麼是雜湊槽？

這兩個問題篇幅過長 網上找了兩個解鎖的不錯的文章

https://www.cnblogs.com/lpfuture/p/5796398.html

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06

Redis是基於CAP理論的，什麼是CAP理論？

可以參考一篇文章。

如果有人問你CAP理論是什麼，就把這篇文章發給他。

07

Redis常用命令？

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，返回 0，nx 是 not exist 的意思。

刪除某個key

第一次返回1 刪除了 第二次返回0

Expire 設定到期時間（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，並指定此索引值對應的有效期間。

Mset

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

Getset

設定 key 的值，並返回 key 的舊值。

Mget

一次擷取多個 key 的值，如果對應 key 不存在，則對應返回 nil。

Incr

對 key 的值做加加操作,並返回新的值。注意 incr 一個不是 int 的 value 會返回錯誤，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,返回新字串值的長度。

Strlen

取指定 key 的 value 值的長度。

persist xxx(取消到期時間)

選擇資料庫（0-15庫）

Select 0 //選擇資料庫

move age 1//把age 移動到1庫

Randomkey隨機返回一個key

Rename重新命名

Type 返回資料類型

08

使用過Redis分布式鎖麼，它是怎麼實現的？

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

如果在setnx之後執行expire之前進程意外crash或者要重啟維護了，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結構作為隊列，rpush生產訊息，lpop消費訊息。當lpop沒有訊息的時候，要適當sleep一會再重試。

缺點：

在消費者下線的情況下，生產的訊息會丟失，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，可以實現1:N的訊息佇列。

10

什麼是緩衝穿透？如何避免？什麼是緩衝雪崩？何如避免？

緩衝穿透

一般的緩衝系統，都是按照key去緩衝查詢，如果不存在對應的value，就應該去後端系統尋找（比如DB）。一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。這就叫做緩衝穿透。

如何避免？

1：對查詢結果為空白的情況也進行緩衝，緩衝時間設定短一點，或者該key對應的資料insert了之後清理緩衝。

2：對一定不存在的key進行過濾。可以把所有的可能存在的key放到一個大的Bitmap中，查詢時通過該bitmap過濾。

緩衝雪崩

當快取服務器重啟或者大量緩衝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：在緩衝失效後，通過加鎖或者隊列來控制讀資料庫寫緩衝的線程數量。比如對某個key只允許一個線程查詢資料和寫緩衝，其他線程等待。

2：做二級緩衝，A1為原始緩衝，A2為拷貝緩衝，A1失效時，可以訪問A2，A1緩衝失效時間設定為短期，A2設定為長期

3：不同的key，設定不同的到期時間，讓緩衝失效的時間點盡量均勻。

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