史上最全redis面试题及答案吊打面试官

1，什么是Redis?

简单来说 redis 就是一个数据库，不过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。另外，redis 也经常用来做分布式锁。redis 提供了多种数据类型来支持不同的业务场景。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。

2，redis 和 memcached 的区别？

存储方式不同：memcache 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。

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。

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 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。 value 值大小不同：Redis 最大可以达到 1gb；memcache 只有 1mb。

3，说一说 Redis 的数据过期淘汰策略？

Redis 中数据过期策略采用定期删除+惰性删除策略。

定期删除、惰性删除策略是什么？

定期删除策略：Redis 启用一个定时器定时监视所有的 key，判断key是否过期，过期的话就删除。这种策略可以保证过期的 key 最终都会被删除，但是也存在严重的缺点：每次都遍历内存中所有的数据，非常消耗 CPU 资源，并且当 key 已过期，但是定时器还处于未唤起状态，这段时间内 key 仍然可以用。惰性删除策略：在获取 key 时，先判断 key 是否过期，如果过期则删除。这种方式存在一个缺点：如果这个 key 一直未被使用，那么它一直在内存中，其实它已经过期了，会浪费大量的空间。 2、定期删除+惰性删除策略是如何工作的？搜索公众号 java后端技术精选，回复“面试资料”，送你一份Java面试宝典.pdf

这两种策略天然的互补，结合起来之后，定时删除策略就发生了一些改变，不在是每次扫描全部的 key 了，而是随机抽取一部分 key 进行检查，这样就降低了对 CPU 资源的损耗，惰性删除策略互补了为检查到的key，基本上满足了所有要求。但是有时候就是那么的巧，既没有被定时器抽取到，又没有被使用，这些数据又如何从内存中消失？没关系，还有内存淘汰机制，当内存不够用时，内存淘汰机制就会上场。Redis 内存淘汰机制有以下几种策略：

noeviction：当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。（Redis 默认策略） allkeys-lru：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。（推荐使用） allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个 Key。 volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的 Key。这种情况一般是把 Redis 既当缓存，又做持久化存储的时候才用。 volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个 Key。 volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的 Key 优先移除。修改内存淘汰机制只需要在 redis.conf 配置文件中配置 maxmemory-policy 参数即可。

4，说说 Redis 都有哪些应用场景？

缓存：这应该是 Redis 最主要的功能了，也是大型网站必备机制，合理地使用缓存不仅可以加快数据的访问速度，而且能够有效地降低后端数据源的压力。

共享Session：对于一些依赖 session 功能的服务来说，如果需要从单机变成集群的话，可以选择 redis 来统一管理 session。

消息队列系统：消息队列系统可以说是一个大型网站的必备基础组件，因为其具有业务解耦、非实时业务削峰等特性。Redis提供了发布订阅功能和阻塞队列的功能，虽然和专业的消息队列比还不够足够强大，但是对于一般的消息队列功能基本可以满足。比如在分布式爬虫系统中，使用 redis 来统一管理 url队列。

分布式锁：在分布式服务中。可以利用Redis的setnx功能来编写分布式的锁，虽然这个可能不是太常用。当然还有诸如排行榜、点赞功能都可以使用 Redis 来实现，但是 Redis 也不是什么都可以做，比如数据量特别大时，不适合 Redis，我们知道 Redis 是基于内存的，虽然内存很便宜，但是如果你每天的数据量特别大，比如几亿条的用户行为日志数据，用 Redis 来存储的话，成本相当的高。

5，为什么要做Redis分区？

分区可以让Redis管理更大的内存，Redis将可以使用所有机器的内存。如果没有分区，你最多只能使用一台机器的内存。分区使Redis的计算能力通过简单地增加计算机得到成倍提升,Redis的网络带宽也会随着计算机和网卡的增加而成倍增长。

6，如何解决 Redis 缓存穿透和缓存雪崩问题？

缓存雪崩：由于缓存层承载着大量请求，有效地保护了存储层，但是如果缓存层由于某些原因不能提供服务，比如 Redis 节点挂掉了，热点 key 全部失效了，在这些情况下，所有的请求都会直接请求到数据库，可能会造成数据库宕机的情况。

预防和解决缓存雪崩问题，可以从以下三个方面进行着手：

1、使用 Redis 高可用架构：使用 Redis 集群来保证 Redis 服务不会挂掉

2、缓存时间不一致：给缓存的失效时间，加上一个随机值，避免集体失效

3、限流降级策略：有一定的备案，比如个性推荐服务不可用了，换成热点数据推荐服务

缓存穿透：缓存穿透是指查询一个根本不存在的数据，这样的数据肯定不在缓存中，这会导致请求全部落到数据库上，有可能出现数据库宕机的情况。

预防和解决缓存穿透问题，可以考虑以下两种方法：

1、缓存空对象：将空值缓存起来，但是这样就有一个问题，大量无效的空值将占用空间，非常浪费。

2、布隆过滤器拦截：将所有可能的查询key 先映射到布隆过滤器中，查询时先判断key是否存在布隆过滤器中，存在才继续向下执行，如果不存在，则直接返回。布隆过滤器有一定的误判，所以需要你的业务允许一定的容错性。

5，Redis 怎么实现分布式锁？

Redis 分布式锁其实就是在系统里面占一个“坑”，其他程序也要占“坑”的时候，占用成功了就可以继续执行，失败了就只能放弃或稍后重试。占坑一般使用 setnx(set if not exists)指令，只允许被一个程序占有，使用完调用 del 释放锁。

6，Redis 如何做内存优化？

尽量使用 Redis 的散列表，把相关的信息放到散列表里面存储，而不是把每个字段单独存储，这样可以有效的减少内存使用。比如将 Web 系统的用户对象，应该放到散列表里面再整体存储到 Redis，而不是把用户的姓名、年龄、密码、邮箱等字段分别设置 key 进行存储。

7，请问Redis的数据类型有哪些，底层怎么实现?

参考回答：

1）字符串：整数值、embstr编码的简单动态字符串、简单动态字符串（SDS)

2）列表：压缩列表、双端链表

3）哈希：压缩列表、字典

4）集合：整数集合、字典

5）有序集合：压缩列表、跳跃表和字典

8，redis消息队列先进先出需要注意什么？

通常使用一个list来实现队列操作，这样有一个小限制，所以的任务统一都是先进先出，如果想优先处理某个任务就不太好处理了，这就需要让队列有优先级的概念，我们就可以优先处理高级别的任务，实现方式有以下几种方式：

1）单一列表实现：队列正常的操作是左进右出（lpush,rpop）为了先处理高优先级任务，在遇到高级别任务时，可以直接插队，直接放入队列头部（rpush），这样，从队列头部（右侧）获取任务时，取到的就是高优先级的任务（rpop）

2）使用两个队列，一个普通队列，一个高级队列，针对任务的级别放入不同的队列，获取任务时也很简单，redis的BRPOP命令可以按顺序从多个队列中取值，BRPOP会按照给出的 key 顺序查看，并在找到的第一个非空 list 的尾部弹出一个元素，redis> BRPOP list1 list2 0

list1 做为高优先级任务队列 list2 做为普通任务队列

这样就实现了先处理高优先级任务，当没有高优先级任务时，就去获取普通任务

方式1最简单，但实际应用比较局限，方式3可以实现复杂优先级，但实现比较复杂，不利于维护

方式2是推荐用法，实际应用最为合适

9，单线程的 Redis 为什么这么快？

Redis 有多快？官方给出的答案是读写速度 10万/秒，如果说这是在单线程情况下跑出来的成绩，你会不会惊讶？为什么单线程的 Redis 速度这么快？原因有以下几点：

纯内存操作：Redis 是完全基于内存的，所以读写效率非常的高，当然 Redis 存在持久化操作，在持久化操作是都是 fork 子进程和利用 Linux 系统的页缓存技术来完成，并不会影响 Redis 的性能。单线程操作：单线程并不是坏事，单线程可以避免了频繁的上下文切换，频繁的上下文切换也会影响性能的。合理高效的数据结构采用了非阻塞 I/O 多路复用机制：多路I/O复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力，在空闲的时候，会把当前线程阻塞掉，当有一个或多个流有 I/O 事件时，就从阻塞态中唤醒，于是程序就会轮询一遍所有的流（epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流），并且只依次顺序的处理就绪的流，这种做法就避免了大量的无用操作。

10，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。

11，怎么理解Redis事务？

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。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。

12，如何保证缓存与数据库双写时的数据一致性?

你只要用缓存，就可能会涉及到缓存与数据库双存储双写，你只要是双写，就一定会有数据一致性的问题，那么你如何解决一致性问题？

一般来说，就是如果你的系统不是严格要求缓存+数据库必须一致性的话，缓存可以稍微的跟数据库偶尔有不一致的情况，最好不要做这个方案，读请求和写请求串行化，串到一个内存队列里去，这样就可以保证一定不会出现不一致的情况

串行化之后，就会导致系统的吞吐量会大幅度的降低，用比正常情况下多几倍的机器去支撑线上的一个请求。

13，Redis 持久化有几种方式？

Redis 的持久化有两种方式，或者说有两种策略：

RDB（Redis Database）：指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储。

AOF（Append Only File）：每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。

14，Redis 常见的性能问题有哪些？该如何解决？

主服务器写内存快照，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，所以主服务器最好不要写内存快照。 Redis 主从复制的性能问题，为了主从复制的速度和连接的稳定性，主从库最好在同一个局域网内。

15，为什么Redis的操作是原子性的，怎么保证原子性的？

对于Redis而言，命令的原子性指的是：一个操作的不可以再分，操作要么执行，要么不执行。
Redis的操作之所以是原子性的，是因为Redis是单线程的。
Redis本身提供的所有API都是原子操作，Redis中的事务其实是要保证批量操作的原子性。
多个命令在并发中也是原子性的吗？
不一定，将get和set改成单命令操作，incr 。使用Redis的事务，或者使用Redis+Lua==的方式实现.