Redis常見面試題

5.2.1 Redis 是什麼?常⻅的應用場景?

redis是一個快取資料庫，是一個非關係型資料庫的鍵值儲存資料庫
應用場景：內容快取，主要用於處理大量資料的高訪問負載；日誌系統

5.2.2 Redis 常⻅資料型別有哪些?各自有什麼應用場景?

String：儲存的資料是普通的鍵值對可用String來進行儲存
Hash：儲存的資料是一組關聯性較強的資料，如一個人的生日、年齡、姓名等一系列資訊
List：儲存的資料是列表、訊息佇列等
Set：儲存的資料型別是不重複的列表可用
Sorted Set：儲存的資料型別是有序的不重複的列表

5.2.3 非關係型資料庫 Redis 和 MongoDB 資料庫的結構有什麼區別?

記憶體管理機制上，redis把所有的資料都放入到記憶體中，定期寫入磁碟。當記憶體不足時，呼叫LRU演算法刪除資料；mongodb和mysql類似，只將索引檔案放入記憶體中。當記憶體不足時，只將熱點資料放入記憶體，其它的資料寫入磁碟。
資料結構上，redis支援豐富的資料結構，如String、Hash、List等；mongoDB支援的資料結構單一，但支援豐富的資料表達、 索引
效能上，redis適合較小的資料運算；mongodb在海量的資料下效能更優

5.2.4 Redis 和 MongoDB 資料庫的鍵(key)和值(value)的區別?

5.2.5 Redis 持久化機制是什麼?有哪幾種方式?

週期性的將記憶體中的資料寫入到檔案中，當redis當機，重啟後，可以從持久化檔案中讀取資料，恢復當機前的狀態
有RDB和AOF兩種方式，RDB是週期性的持久化資料，AOF是把每條寫入命令當作日誌，寫入到一個日誌檔案中，當redis當機，重啟後，從AOF檔案中讀取寫入命令重新構建整個資料集。

5.2.6 Redis 的事務是什麼?

可以一次性執行多個命令，本質上就是一組命令的集合

5.2.7 為什麼要使用 Redis 作為快取?

redis相對於其它的鍵值資料儲存，能夠儲存豐富的資料型別、執行速度快、操作是原子性的，可以把資料複製到任意數量的從機

5.2.8 Redis 和 Memcached 的區別?

redis支援持久化，mencached不支援
redis支援豐富的資料型別，mencached只支援一種string

5.2.9 Redis 如何設定過期時間和刪除過期資料?

設定過期時間的方法有四種：
1. EXPIRE <KEY> <time>：設定鍵的生存時間為time秒
2. PEXPIRE <KEY> <time>：設定鍵的生存時間為time毫秒
3. EXPIREAT <KEY> <time>：將鍵的過期時間設定為time所指定的秒數時間戳
4. PEXPIREAT <KEY> <time>：將鍵的過期時間設定為time所指定的毫秒數時間戳
刪除資料一共有三種策略：
1. 立即刪除：設定過期時間時，指定一個回撥函式，當到達過期時間，由時間處理器自動執行鍵的刪除操作
2. 惰性刪除：過期了就過期了，不管。每次從dict中按照key取值時，先檢查key是否過期，如果過期，刪除key，並返回nil，沒有過期返回鍵值
3. 定時刪除：每隔一段時間，檢查expires字典，刪除過期的鍵。

5.2.10 Redis 有哪幾種資料淘汰策略?

volatile-lru：從設定了過期時間的資料集中，選擇最近最久沒使用的資料釋放
volatile-random：從設定了過期時間的資料集中，隨機選擇一個資料進行釋放
volatile-ttl：從設定了過期時間的資料集中，選擇馬上就要過期的資料進行釋放
allkeys-lru：從資料集中（過期時間有沒有設定都算），選擇最近最久沒使用的資料釋放
allkeys-random：從資料集中（過期時間有沒有設定都算），隨機選擇一個資料進行釋放
Noeviction：不刪除任何資料，如果記憶體不足，直接返回錯誤

5.2.11 Redis 為什麼是單執行緒的?

redis是用一個cpu對一塊記憶體區域進行資料的讀寫操作，如果用多執行緒，會存在上下文切換，上下文切換會浪費時間和資源。所以對於redis這樣的記憶體系統來說，沒有上下文的切換效率是最高的。
一次cpu上下文切換的時間大概是1500ns，從記憶體中讀取1MB連續資料的時間大概是250us，假如1mb的資料都是由多執行緒讀取了1000次，那麼就有1000次上下文切換的時間1500ns*1000=1500us。我單執行緒讀取的時間只有250us，多執行緒光上下文切換的時間就有1500us了
同時，使用單執行緒也避免了資料安全性的問題，多執行緒操作為了處理資料安全問題，需要加鎖，一旦加鎖就會影響程式的執行效率

5.2.12 單執行緒的 Redis 為什麼這麼快?

單執行緒，沒有上下文切換的開銷、沒有加鎖解鎖的開銷
純記憶體作業系統，資料全部儲存在記憶體中
高效的資料結構
合理的資料編碼

5.2.13 快取雪崩和快取穿透是什麼?如何預防解決?

快取穿透：指查詢一個一定不存在的資料，快取中不命中時會去查詢資料庫，如果查詢不到則不寫入快取，以後這個不存在資料的請求都會去查詢資料庫，造成資料穿透
預防辦法：
1. 布隆過濾
2. 快取空物件，null變為一個值，設定過期時間5min-10min

快取雪崩：指快取系統重啟或快取集中失效，導致造成大量的快取穿透，所有的查詢都落到資料庫，造成快取雪崩
預防辦法：
1. 快取集中失效後，通過加鎖或佇列控制資料庫寫快取的執行緒數量，如對一個key的操作只允許一個執行緒，其它執行緒等待
2. 做二級快取，A1為原始快取，A2為拷貝快取，A1失效，可以查詢A2，A1過期時間設定短期，A2過期時間設定長期
3. 不同key，設定不同的過期時間，保證快取不會同一時間失效

5.2.14 布隆過濾器是什麼?
5.2.15 簡單描述一下什麼是快取預熱、快取更新和快取降級?

快取預熱：指系統上線後，將資料載入到快取中，手動或定時重新整理
快取更新：指自動或觸發清理過期或不需要的資料
快取降級：指為保證核心業務可以使用，將部分關鍵資料降級處理，同時也可以避免快取雪崩

5.2.16 如何解決 Redis 的併發競爭 Key 的問題?

1. 分散式鎖+時間戳
	i. 對key操作不要求順序
	準備一個分散式鎖，大家去搶鎖，搶到的先做set操作
	ii. 對key操作要求順序
	預期按照順序給key賦值，比如先作業系統a，再b，再c，此時如果b先控制鎖賦值了，之後a搶到鎖，會先檢視自己的時間戳是否早於快取中的，如果是，則不做set操作
2. 訊息佇列

5.2.17 寫一個 Python 連線操作 Redis 資料庫例項?

import redis
r=redis.Redis(host='localhost',port='6379')
r.set('foo','haha')
print(r.get('foo'))

5.2.18 什麼是分散式鎖?

在分散式系統中，防止多個程式之間相互干擾，避免同一時間對共享資料進行修改操作。

5.2.19 Python 如何實現一個 Redis 分散式鎖?
5.2.20 如何保證快取與資料庫雙寫時的資料一致性?

先修改快取為指定值，再去更新資料庫，再去更新快取。如果讀請求過來了，先讀快取，如果快取是指定值，進入迴圈，等待寫請求完成，更新快取。如果迴圈超時，則去讀資料庫，更新快取。

5.2.21 叢集是什麼?Redis 有哪些叢集方案?
5.2.22 Redis 常⻅效能問題和解決方案?
5.2.23 瞭解 Redis 的同步機制麼?
5.2.24 如果有大量的 key 需要設定同一時間過期，一般需要注意什麼?

5.2.25 如何使用 Redis 實現非同步佇列?
5.2.26 列舉一些常用的資料庫視覺化工具?