Redis面試總結 (附帶答案)

什麼是redis?

Redis 是一個基於記憶體的高效能key-value資料庫。 (有空再補充，有理解錯誤或不足歡迎指正)

Reids的特點

Redis本質上是一個Key-Value型別的記憶體資料庫，很像memcached，整個資料庫統統載入在記憶體當中進行操作，定期通過非同步操作把資料庫資料flush到硬碟上進行儲存。

因為是純記憶體操作，Redis的效能非常出色，每秒可以處理超過 10萬次讀寫操作，是已知效能最快的Key-Value DB。

Redis的出色之處不僅僅是效能，Redis最大的魅力是支援儲存多種資料結構，此外單個value的最大限制是1GB，不像 memcached只能儲存1MB的資料，因此Redis可以用來實現很多有用的功能，比方說用他的List來做FIFO雙向連結串列，實現一個輕量級的高性 能訊息佇列服務，用他的Set可以做高效能的tag系統等等。

另外Redis也可以對存入的Key-Value設定expire時間，因此也可以被當作一 個功能加強版的memcached來用。

Redis的主要缺點是資料庫容量受到實體記憶體的限制，不能用作海量資料的高效能讀寫，因此Redis適合的場景主要侷限在較小資料量的高效能操作和運算上。

Redis支援的資料型別

Redis通過Key-Value的單值不同型別來區分, 以下是支援的型別:

Strings

Lists

Sets 求交集、並集

Sorted Set 

hashes

為什麼redis需要把所有資料放到記憶體中？

Redis為了達到最快的讀寫速度將資料都讀到記憶體中，並通過非同步的方式將資料寫入磁碟。所以redis具有快速和資料持久化的特徵。

如果不將資料放在記憶體中，磁碟I/O速度為嚴重影響redis的效能。在記憶體越來越便宜的今天，redis將會越來越受歡迎。

如果設定了最大使用的記憶體，則資料已有記錄數達到記憶體限值後不能繼續插入新值。

溫馨提示：程式猿的交流圈子，853779762

Redis是單程式單執行緒的

redis利用佇列技術將併發訪問變為序列訪問，消除了傳統資料庫序列控制的開銷

 

虛擬記憶體

當你的key很小而value很大時,使用VM的效果會比較好.因為這樣節約的記憶體比較大.

當你的key不小時,可以考慮使用一些非常方法將很大的key變成很大的value,比如你可以考慮將key,value組合成一個新的value.

vm-max-threads這個引數,可以設定訪問swap檔案的執行緒數,設定最好不要超過機器的核數,如果設定為0,那麼所有對swap檔案的操作都是序列的.

可能會造成比較長時間的延遲,但是對資料完整性有很好的保證.

自己測試的時候發現用虛擬記憶體效能也不錯。如果資料量很大，可以考慮分散式或者其他資料庫

 

分散式

redis支援主從的模式。原則：Master會將資料同步到slave，而slave不會將資料同步到master。Slave啟動時會連線master來同步資料。

這是一個典型的分散式讀寫分離模型。我們可以利用master來插入資料，slave提供檢索服務。這樣可以有效減少單個機器的併發訪問數量。

 

讀寫分離模型

通過增加Slave DB的數量，讀的效能可以線性增長。為了避免Master DB的單點故障，叢集一般都會採用兩臺Master DB做雙機熱備，所以整個叢集的讀和寫的可用性都非常高。

讀寫分離架構的缺陷在於，不管是Master還是Slave，每個節點都必須儲存完整的資料，如果在資料量很大的情況下，叢集的擴充套件能力還是受限於單個節點的儲存能力，而且對於Write-intensive型別的應用，讀寫分離架構並不適合。

資料分片模型

為了解決讀寫分離模型的缺陷，可以將資料分片模型應用進來。

可以將每個節點看成都是獨立的master，然後通過業務實現資料分片。

結合上面兩種模型，可以將每個master設計成由一個master和多個slave組成的模型。

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Redis的回收策略

volatile-lru：從已設定過期時間的資料集（server.db[i].expires）中挑選最近最少使用的資料淘汰

volatile-ttl：從已設定過期時間的資料集（server.db[i].expires）中挑選將要過期的資料淘汰

volatile-random：從已設定過期時間的資料集（server.db[i].expires）中任意選擇資料淘汰

allkeys-lru：從資料集（server.db[i].dict）中挑選最近最少使用的資料淘汰

allkeys-random：從資料集（server.db[i].dict）中任意選擇資料淘汰

no-enviction（驅逐）：禁止驅逐資料

1. 使用Redis有哪些好處？

速度快，因為資料存在記憶體中，類似於HashMap，HashMap的優勢就是查詢和操作的時間複雜度都是O(1)

支援豐富資料型別，支援string，list，set，sorted set，hash

支援事務，操作都是原子性，所謂的原子性就是對資料的更改要麼全部執行，要麼全部不執行

豐富的特性：可用於快取，訊息，按key設定過期時間，過期後將會自動刪除

2. redis相比memcached有哪些優勢？

memcached所有的值均是簡單的字串，redis作為其替代者，支援更為豐富的資料型別

redis的速度比memcached快很多

redis可以持久化其資料

3. redis常見效能問題和解決方案：

Master最好不要做任何持久化工作，如RDB記憶體快照和AOF日誌檔案

如果資料比較重要，某個Slave開啟AOF備份資料，策略設定為每秒同步一次

為了主從複製的速度和連線的穩定性，Master和Slave最好在同一個區域網內

儘量避免在壓力很大的主庫上增加從庫

主從複製不要用圖狀結構，用單向連結串列結構更為穩定，即：Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3...

這樣的結構方便解決單點故障問題，實現Slave對Master的替換。如果Master掛了，可以立刻啟用Slave1做Master，其他不變。

4. MySQL裡有2000w資料，redis中只存20w的資料，如何保證redis中的資料都是熱點資料

相關知識：redis 記憶體資料集大小上升到一定大小的時候，就會施行資料淘汰策略。

redis 提供 6種資料淘汰策略，上文已經列出。

5. Memcache與Redis的區別都有哪些？

1)、儲存方式

Memecache把資料全部存在記憶體之中，斷電後會掛掉，資料不能超過記憶體大小。

Redis有部份存在硬碟上，這樣能保證資料的永續性。

2)、資料支援型別

Memcache對資料型別支援相對簡單。

Redis有複雜的資料型別。

3)、使用底層模型不同

它們之間底層實現方式 以及與客戶端之間通訊的應用協議不一樣。

Redis直接自己構建了VM 機制 ，因為一般的系統呼叫系統函式的話，會浪費一定的時間去移動和請求。

4）、value大小

redis最大可以達到1GB，而memcache只有1MB

6. Redis 常見的效能問題都有哪些？如何解決？

1).Master寫記憶體快照，save命令排程rdbSave函式，會阻塞主執行緒的工作，當快照比較大時對效能影響是非常大的，會間斷性暫停服務，所以Master最好不要寫記憶體快照。

2).Master AOF持久化，如果不重寫AOF檔案，這個持久化方式對效能的影響是最小的，但是AOF檔案會不斷增大，AOF檔案過大會影響Master重啟的恢復速度。

Master最好不要做任何持久化工作，包括記憶體快照和AOF日誌檔案，特別是不要啟用記憶體快照做持久化,如果資料比較關鍵，某個Slave開啟AOF備份資料，策略為每秒同步一次。

3).Master呼叫BGREWRITEAOF重寫AOF檔案，AOF在重寫的時候會佔大量的CPU和記憶體資源，導致服務load過高，出現短暫服務暫停現象。

4). Redis主從複製的效能問題，為了主從複製的速度和連線的穩定性，Slave和Master最好在同一個區域網內

7，redis 最適合的場景

Redis最適合所有資料in-momory的場景，雖然Redis也提供持久化功能，但實際更多的是一個disk-backed的功能，跟傳統意義上的持久化有比較大的差別。

那麼可能大家就會有疑問，似乎Redis更像一個加強版的Memcached，那麼何時使用Memcached,何時使用Redis呢?

如果簡單地比較Redis與Memcached的區別，大多數都會得到以下觀點：

Redis不僅僅支援簡單的k/v型別的資料，同時還提供list，set，zset，hash等資料結構的儲存。

Redis支援資料的備份，即master-slave模式的資料備份。

Redis支援資料的持久化，可以將記憶體中的資料保持在磁碟中，重啟的時候可以再次載入進行使用。

（1）、會話快取（Session Cache）

最常用的一種使用Redis的情景是會話快取（session cache）。用Redis快取會話比其他儲存（如Memcached）的優勢在於：Redis提供持久化。當維護一個不是嚴格要求一致性的快取時，如果使用者的購物車資訊全部丟失，大部分人都會不高興的，現在，他們還會這樣嗎？

幸運的是，隨著 Redis 這些年的改進，很容易找到怎麼恰當的使用Redis來快取會話的文件。甚至廣為人知的商業平臺Magento也提供Redis的外掛。

（2）、全頁快取（FPC）

除基本的會話token之外，Redis還提供很簡便的FPC平臺。回到一致性問題，即使重啟了Redis例項，因為有磁碟的持久化，使用者也不會看到頁面載入速度的下降，這是一個極大改進，類似PHP本地FPC。

再次以Magento為例，Magento提供一個外掛來使用Redis作為全頁快取後端。

此外，對WordPress的使用者來說，Pantheon有一個非常好的外掛  wp-redis，這個外掛能幫助你以最快速度載入你曾瀏覽過的頁面。

（3）、佇列

Reids在記憶體儲存引擎領域的一大優點是提供 list 和 set 操作，這使得Redis能作為一個很好的訊息佇列平臺來使用。Redis作為佇列使用的操作，就類似於本地程式語言（如Python）對 list 的 push/pop 操作。

如果你快速的在Google中搜尋“Redis queues”，你馬上就能找到大量的開源專案，這些專案的目的就是利用Redis建立非常好的後端工具，以滿足各種佇列需求。例如，Celery有一個後臺就是使用Redis作為broker，你可以從這裡去檢視。

（4），排行榜/計數器

Redis在記憶體中對數字進行遞增或遞減的操作實現的非常好。集合（Set）和有序集合（Sorted Set）也使得我們在執行這些操作的時候變的非常簡單，Redis只是正好提供了這兩種資料結構。所以，我們要從排序集合中獲取到排名最靠前的10個使用者–我們稱之為“user_scores”，我們只需要像下面一樣執行即可：

當然，這是假定你是根據你使用者的分數做遞增的排序。如果你想返回使用者及使用者的分數，你需要這樣執行：

ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

Agora Games就是一個很好的例子，用Ruby實現的，它的排行榜就是使用Redis來儲存資料的，你可以在這裡看到。

（5）、釋出/訂閱

最後（但肯定不是最不重要的）是Redis的釋出/訂閱功能。釋出/訂閱的使用場景確實非常多。我已看見人們在社交網路連線中使用，還可作為基於釋出/訂閱的指令碼觸發器，甚至用Redis的釋出/訂閱功能來建立聊天系統！（不，這是真的，你可以去核實）。

Redis提供的所有特性中，我感覺這個是喜歡的人最少的一個，雖然它為使用者提供如果此多功能。