本文轉自Redis面試大全，彙總PHP、Golang、Redis、MySQL等相關面試題。
聊聊Redis現狀
Redis作為一種記憶體型的非關係型的資料庫，不管在網際網路大廠，小廠，大專案和小專案中，幾乎都會被使用。為什麼Redis會受到如此青睞呢？關於這個問題，可能很多的程式設計師只是看著別人用而用，缺乏對Redis一個全面的瞭解。
Redis使用場景
快取
快取現在幾乎是所有中大型網站都在用的必殺技，合理的利用快取不僅能夠提升網站訪問速度，還能大大降低資料庫的壓力。Redis提供了鍵過期功能，也提供了靈活的鍵淘汰策略，所以，現在Redis用在快取的場合非常多。
排行榜
很多網站都有排行榜應用的，如京東的月度銷量榜單、商品按時間的上新排行榜等。Redis提供的有序集合資料類構能實現各種複雜的排行榜應用。
計數器
什麼是計數器，如電商網站商品的瀏覽量、視訊網站視訊的播放數等。為了保證資料實時效，每次瀏覽都得給+1，併發量高時如果每次都請求資料庫操作無疑是種挑戰和壓力。Redis提供的incr命令來實現計數器功能，記憶體操作，效能非常好，非常適用於這些計數場景。
分散式會話
叢集模式下，在應用不多的情況下一般使用容器自帶的session複製功能就能滿足，當應用增多相對複雜的系統中，一般都會搭建以Redis等記憶體資料庫為中心的session服務，session不再由容器管理，而是由session服務及記憶體資料庫管理。
分散式鎖
在很多網際網路公司中都使用了分散式技術，分散式技術帶來的技術挑戰是對同一個資源的併發訪問，如全域性ID、減庫存、秒殺等場景，併發量不大的場景可以使用資料庫的悲觀鎖、樂觀鎖來實現，但在併發量高的場合中，利用資料庫鎖來控制資源的併發訪問是不太理想的，大大影響了資料庫的效能。可以利用Redis的setnx功能來編寫分散式的鎖，如果設定返回1說明獲取鎖成功，否則獲取鎖失敗，實際應用中要考慮的細節要更多。
社交網路
點贊、踩、關注/被關注、共同好友等是社交網站的基本功能，社交網站的訪問量通常來說比較大，而且傳統的關聯式資料庫型別不適合儲存這種型別的資料，Redis提供的雜湊、集合等資料結構能很方便的的實現這些功能。
最新列表
Redis列表結構，LPUSH可以在列表頭部插入一個內容ID作為關鍵字，LTRIM可用來限制列表的數量，這樣列表永遠為N個ID，無需查詢最新的列表，直接根據ID去到對應的內容頁即可。
訊息系統
訊息佇列是大型網站必用中介軟體，如ActiveMQ、RabbitMQ、Kafka等流行的訊息佇列中介軟體，主要用於業務解耦、流量削峰及非同步處理實時性低的業務。Redis提供了釋出/訂閱及阻塞佇列功能，能實現一個簡單的訊息佇列系統。另外，這個不能和專業的訊息中介軟體相比。
如何使用
上面提到了各種使用場景，在這些場景使用中，無非就是對Redis資料型別的操作。就需要對Redis資料型別有所瞭解。在Redis中有這些資料型別。
String、Hash、List、Set、Zset、GEO、Stream、HyperLogLog、BitMap。
資料使用場景
String型別
String型別是一種字串型別，類似一種鍵值對的形式。
一般我們用String型別用來儲存商品數量、使用者資訊和分散式鎖等應用場景。
儲存商品數量。
set goods:count:1 1233
set goods:count:2 100使用者資訊。
set user:1 "{"id":1, "name":"張三", "age": 12}"
set user:2 "{"id":2, "name":"李四", "age": 12}"分散式鎖。
# 設定一個不存在的鍵名為id:1值為10， 過期時間為10秒。
127.0.0.1:6379> set id:1 10 ex 10 nx
OK
127.0.0.1:6379> get id:1
"10"
# 當前的鍵還未過期，在次設定則不會設定成功。
127.0.0.1:6379> set id:1 10 ex 10 nx
(nil)
# 當10秒之後去獲取，當前的鍵則為空。
127.0.0.1:6379> get id:1
(nil)用Redis實現分散式鎖的原理，當一個鍵存在則設定失敗。
hash型別
hash型別是一種類似關係型資料庫結構的資料結構。有一個鍵名，鍵存的內容是以鍵值對的形式存在。
利用hash結構，我們可以用來儲存使用者資訊、物件資訊等業務場景。
存使用者資訊。
127.0.0.1:6379> hset user:1 id 1 name zhangsan age 12 sex 1
(integer) 4
127.0.0.1:6379> hset user:2 id 2 name lisi age 14 sex 0
(integer) 4
127.0.0.1:6379> hmget user:1 id name age sex
1) "1"
2) "zhangsan"
3) "12"
4) "1"儲存物件資訊。
127.0.0.1:6379> hset object:user id public-1 name private-zhangsan
(integer) 2
127.0.0.1:6379> hmget object:uesr id name
1) (nil)
2) (nil)
127.0.0.1:6379> hget object:user id
"public-1"
127.0.0.1:6379>這裡儲存一個user物件，物件裡面有兩個屬性，分別是id和name字，分別儲存的是屬性的訪問許可權和預設值拼接。
list型別
list型別是一個列表型別的資料結構。用一個鍵，按照順序排列資料。
list一般用在的場景是佇列、棧和秒殺等場景。
佇列。
127.0.0.1:6379> lpush list:1 0 1 2 3 4 5 6
(integer) 7
127.0.0.1:6379> rpop list:1 1
1) "0"
127.0.0.1:6379> rpop list:1 1
1) "1"
127.0.0.1:6379> rpop list:1 1
1) "2"使用list實現佇列，是因為佇列遵循先進先出的特點。
棧。
127.0.0.1:6379> lpush list:1 3 4 5 6
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"6"
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"5"
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"4"
127.0.0.1:6379> lpop list:1
"3"使用list實現佇列，是因為佇列遵循後進先出的特點。
秒殺。
127.0.0.1:6379> lpush order:user 11 12 14 15 16 17
(integer) 6在秒殺場景下，我們可以將秒殺成功的使用者先寫進佇列，後續的業務在根據佇列中資料進行處理。
set型別
zet是一種集合型別，並且這種集合內的元素是無需且不會重複的。
set型別一般可以用在使用者簽到、網站訪問統計、使用者關注標籤、好友推薦、猜獎、隨機數生成等業務場景。
某日使用者簽到情況。
127.0.0.1:6379> sadd sign:2020-01-16 1 2 3 4 5 6 7 8
(integer) 8
127.0.0.1:6379> smembers sign:2020-01-16
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
6) "6"
7) "7"
8) "8"鍵為具體某日，儲存的值則是簽到使用者的id。
使用者關注標籤。
127.0.0.1:6379> sadd user:1:friend 1 2 3 4 5 6
(integer) 6
127.0.0.1:6379> sadd user:2:friend 11 22 7 4 5 6
(integer) 6
127.0.0.1:6379> sinterstore user:relation user:1:friend user:2:friend
(integer) 3
127.0.0.1:6379> smembers user:relation
1) "4"
2) "5"
3) "6"使用者1關注了id為1，2，3，4，5，6的欄目。使用者2關注了id為11，22，7，4，5，6的欄目。這裡取兩個使用者共同關注的欄目。
猜獎。
127.0.0.1:6379> spop user:2:friend 1
1) "5"用set實現猜獎，主要是使用了隨機丟擲集合類的元素的特點。
zset型別
zset型別和set型別都是屬於集合型別，兩者不同點，在設定zset資料時要設定一個分數，這個分數可以用來做資料排序,並且zset型別的資料是有序的，因此zset也被叫做有序集合。
zset除了可以用在set可以用的場景下，更多的是可以用在排序的場景，如排行榜、延遲佇列，就像未支付的訂單在多少時間內就失效。
簽到排行榜。
127.0.0.1:6379> zadd goods:order 1610812987 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd goods:order 1610812980 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd goods:order 1610812950 3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd goods:order 1610814950 4
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zcard goods:order
(integer) 4
127.0.0.1:6379> zrangebyscore goods:order 1610812950 1610812987
1) "3"
2) "2"
3) "1"將使用者的簽到時間作為排行的分數，最後查詢指定範圍內簽到使用者的id。
Bitmaps型別
Bitmaps底層儲存的是一種二進位制格式的資料。在一些特定場景下，用該型別能夠極大的減少儲存空間，因為儲存的資料只能是0和1。為了便於理解，可以將這種資料格式理解為一個陣列的形式儲存。
利用該特點，可以將該型別用在一些訪問統計、簽到統計等場景。
某個使用者一個月的簽到記錄。
127.0.0.1:6379> setbit user:2020-01 0 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit user:2020-01 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit user:2020-01 2 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitcount user:2020-01 0 4
(integer) 3統計出該使用者這個月只有4天簽到。
統計某一天網站的簽到數量。
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-17 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-17 3 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-17 4 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-17 6 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitcount site:2020-01-17 0 100
(integer) 4
127.0.0.1:6379> getbit site:2020-01-17 5
(integer) 0這裡將使用者的id作為偏移量，簽到就是1。可以統計出具體訪問的總數，同時可以根據某個使用者的id查詢是否在當前簽到。如果根據偏移量重複設定一個值，此時不會被重複新增，只是Redis會返回1表示當前已經存在。
計算某段時間內，都簽到的使用者數量。
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-18 6 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-18 4 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit site:2020-01-18 7 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitop and continue:site site:2020-01-18 site:2020-01-17
(integer) 1使用該場景，是因為該資料型別可以計算出多個key的交集(and)。同時可以取並集(or),或(or),異或(xor)。
HypefLogLog型別
HypefLogLog型別從使用上來說，有點類似於集合型別。該型別實際是一種字串型別的資料結構。使用該型別最大的好處就是減少空間、但是也存在一定的誤差率。該型別也是不允許同一個key存在重複元素。該型別也支援合併多個key的值。
該資料型別一般用在一些不需要精確計算的統計類場景。
使用者簽到統計。
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:01:sgin 1 2 3 4 5 6 7 8
(integer) 1
# 嘗試重複新增
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:02:sgin 1 2 3 4 5 6 7 8
(integer) 0
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:02:sgin 9
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:02:sgin 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfadd 2020:02:sgin 11
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pfcount 2020:02:sgin
(integer) 11GEO型別
GEO型別是一種儲存地理資訊的資料格式，基於該資料特點。可以用在一些距離計算、附近推薦等業務場景。
距離計算
127.0.0.1:6379> geoadd city:distance nx 121.32 42.36 beijing 121.20 38.56
shanghai 100.36 38.56 sichuan
(integer) 3
127.0.0.1:6379> geopos city:distance beijing shanghai sichuan
1) 1) "121.32000178098678589"
2) "42.36000020595371751"
2) 1) "121.19999974966049194"
2) "38.55999947301710762"
3) 1) "100.3599974513053894"
2) "38.55999947301710762"
# 計算出北京到上海的距離
127.0.0.1:6379> geodist city:distance beijing shanghai km
"422.7819"Stream型別
Stream型別是Redis在5.0之後版本新增的一種資料結構。該資料結構主要使用者訊息佇列的場景。Redis 本身是有一個 Redis 釋出訂閱 (pub/sub) 來實現訊息佇列的功能，但它有個缺點就是訊息無法持久化，如果出現網路斷開、Redis 當機等，訊息就會被丟棄。
訊息佇列
# 新增訊息佇列
127.0.0.1:6379> xadd message * name zhangsan age 12
"1610873104343-0"
127.0.0.1:6379> xrange message - +
1) 1) "1610873104343-0"
2) 1) "name"
2) "zhangsan"
3) "age"
4) "12"
# 獲取訊息佇列
127.0.0.1:6379> xrevrange message + - count 1
1) 1) "1610873104343-0"
2) 1) "name"
2) "zhangsan"
3) "age"
4) "12"