面试题—Redis篇

1、Redis是什么？

NoSql数据库、内存数据库；key-value形式存储，存储在内存上；优点是结构简单速度快

2、Redis有哪几种数据类型？

String：热点数据
HashTable：热点数据、用户信息、视频信息
LinkedList：微博时间轴
Set：标签、点赞、收藏、关注
ZSet：排行榜

3、利用redis的bitmap实现用户签到、统计活跃用户、用户在线状态

Redis从2.2.0版本开始新增了setbit,getbit,bitcount等几个bitmap相关命令。虽然是新命令，但是并没有新增新的数据类型，因为setbit等命令只不过是在set上的扩展。

<?php
//计算offset
$offset = floor(($todayTime - $startTime) / 86400);
//签到：一年一个用户会占用多少空间呢？大约365/8=45.625个字节，好小，有木有被惊呆？
$redis->setBit($cacheKey, $offset, 1);
//查询签到情况
$bitStatus = $redis->getBit($cacheKey, $offset);
//计算总签到次数
echo $redis->bitCount($cacheKey) . PHP_EOL;

4、微信微博点赞、收藏、标签、关注（使用HashMap数据结构）

用户某篇文章的点赞数：HashMap中的key为articleId，value为Set，Set中的值为用户ID，即HashMap<String, Set<String>>
用户总的点赞数：HashMap中的key为userId，value为String记录总的点赞数
用户点赞、收藏的文章：HashMap中的key为userId，value为Set，Set中的值为文章ID，即HashMap<String, Set<String>>
标签、关注功能：HashMap中的key为userId，value为Set，Set中的值为标签，即HashMap<String, Set<String>>

5、Redis命令

用于查找所有符合给定模式 pattern 的 key：KEYS PATTERN（比如KEYS runoob*）
如果Redis有1亿个key，使用keys命令是否会影响线上服务？执行keys命令，redis会锁定，如果数据庞大的话可能需要几秒或更长，对于生产服务器上锁定几秒这绝对是灾难了

6、Redis缓存穿透和缓存雪崩是什么？

缓存穿透：redis中没有需要去查数据库；这个正常时候是没问题的，但是被黑客利用发送大量空请求会导致数据库宕机；解决方案是增加布隆过滤器或者缓存空对象
缓存雪崩：大量key同一时间点全部失效，同时又有大量请求打进来，导致流量直接打在DB上，造成DB不可用。

7、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有过期删除策略和内存淘汰机制（针对未设置过期时间的key）

8、过期删除策略

立即删除：过期立马删除，弊端是cpu繁忙给cpu增加了压力
惰性删除：下次使用时发现过期删除
定期删除：每个一段时间执行一次删除

9、内存淘汰管理机制

no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据
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

10、数据可靠性：持久化机制

为什么需要持久化：Redis数据存在内存中，如果没有配置持久化，redis重启后数据就全丢失了，于是需要开启redis的持久化功能，将数据保存到磁盘上，当redis重启后，可以从磁盘中恢复数据
持久化方式：快照持久化RDB、追加日志持久化AOF文件
RDB快照文件：save和bgsave命令打快照；优点是全量备份，缺点时持久化期间可能存在数据丢失
AOF命令文件：保存每个命令；aof文件太大会进行瘦身；优点是可靠性高，缺点是aof文件太大，且启动aof会，qps会下降

11、数据一致性

数据库处理强一致性数据，redis不处理强一致性数据；
读写策略：读数据先读redis；写数据，高并发直接写rediscover，定期刷新到redis，非高并发的话先写数据库在刷新到redis

12、Redis集群策略

单机模式：
主从复制：一个master多个slave
哨兵模式：监听者机制（与zookeeper一样），master下线后自动进行故障转移、通知
集群模式：proxy型与直连型

13、redis是多线程还是单线程？

redis中io多路复用器模块是单线程执行，事件处理器也是单线程执行，两个线程不一样。所以实际redis应该是单进程多线程，只是不同的模块都用的单线程实现。（redis4.0以前所有模块是单线程的，4.0以后是异步删除模块和6.0的I/O读写是多线程的）两个维度来举例：

若是client发送命令到server的话，server处理命令是单线程逐条进行的。
server内部可以是多线程的，比如aof持久化，假设策略每秒，那就是再单独开启一个线程去执行aof文件持久化操作，这就是多线程了。

14、Redis主线程既然是单线程，为什么还这么快？

基于内存操作、数据结构简单、多路复用和非阻塞IO、避免上下文切换

15、Redis6.0的多线程？

Redis4.0引入了多线程，但4.0的多线程只支持大数量的异步删除。6.0中引入的多线程用于提高IO的读写能力，主要实现思路是将主线程的IO读写任务拆分给一组独立的线程去执行，这样就可以使用多个socket的读写并行化了，但Redis的命令依然是主线程串行执行的

16、Redis的多路复用是什么？

socket的读写方法默认是阻塞的，Redis的非阻塞IO是指IO的读写流程不再是阻塞的，读写方法都是瞬间完成并且返回的，也就是它会采用能读多少就读多少、能写多少就写多少的策略来执行IO操作。非阻塞的IO也面临一个问题，那就是当执行读写操作时，有可能只读写了一部分数据，那么生效的数据何时写就成了一个问题。而IO的多路复用就是解决上面的这个问题的，使用IO多路复用最简单的方式就是使用select函数，此函数是操作系统提供给用户程序的API接口，用于监控多个文件描述符的可读和可写情况的，这样就可以监控到文件描述符的读写事件了。当监控到相应的时间之后就可以通知线程处理相应的业务了，这样就保证了Redis读写功能的正常执行。

【不过现在的操作系统已经基本上不适用select函数了，改为调用epoll函数（Linux）了，macOS则是使用Kqueue（继承与Unix），因为select函数在文件描述符非常多的时候性能非常差。】

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