為了做好大家面試路上的助攻手，對於 Redis 這塊心裡還沒底的同學，特整理 40 道Redis常見面試題，讓你面試不慌，爭取 Offer 拿到手軟！

1、什麼是 Redis？

Redis 是完全開源免費的，遵守 BSD 協議，是一個高效能的 key-value 資料庫。

Redis 與其他 key - value 快取產品相比有以下三個特點：

Redis 支援資料的持久化，可以將記憶體中的資料儲存在磁碟中，重啟的時候可以再次載入進行使用。
Redis 不僅僅支援簡單的 key-value 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 優勢：

效能極高：Redis 能讀的速度是 110000 次/s，寫的速度是 81000 次/s。
豐富的資料型別：Redis 支援二進位制案例的 Strings，Lists，Hashes，Sets 及 Ordered Sets 資料型別操作。
原子：Redis 的所有操作都是原子性的，意思就是要麼成功執行要麼失敗完全不執行。單個操作是原子性的。多個操作也支援事務，即原子性，透過 MULTI 和 EXEC 指令包起來。
豐富的特性： Redis 還支援 publish/subscribe，通知，key 過期等等特性。

Redis 與其他 key-value 儲存有什麼不同？

Redis 有著更為複雜的資料結構並且提供對他們的原子性操作，這是一個不同於其他資料庫的進化路徑。Redis 的資料型別都是基於基本資料結構的同時對程式設計師透明，無需進行額外的抽象。

Redis 執行在記憶體中但是可以持久化到磁碟，所以在對不同資料集進行高速讀寫時需要權衡記憶體，因為資料量不能大於硬體記憶體。在記憶體資料庫方面的另一個優點是，相比在磁碟上相同的複雜的資料結構，在記憶體中操作起來非常簡單，這樣 Redis 可以做很多內部複雜性很強的事情。同時，在磁碟格式方面他們是緊湊的以追加的方式產生的，因為他們並不需要進行隨機訪問。

2、Redis 的資料型別？

Redis 支援五種資料型別：string（字串），hash（雜湊），list（列表），set（集合）及 zsetsorted set（有序集合）。

我們實際專案中比較常用的是 string，hash 如果你是 Redis 中使用者，還需要加上下面幾種資料結構 HyperLogLog、Geo、Pub/Sub。

如果你說還玩過 Redis Module，像 BloomFilter，RedisSearch，Redis-ML，面試官的眼睛就開始發亮了。

3、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 O1)
支援豐富資料型別，支援 string，list，set，Zset，hash 等
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

4、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類
Redis 的速度比 Memcached 快很多
Redis 可以持久化其資料

5、Memcache 與 Redis 的區別都有哪些？

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 有部分存在硬碟上，這樣能保證資料的永續性。
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。
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。

6、Redis 是單程式單執行緒的？

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。

7、一個字串型別的智慧儲存最大容量是多少？

512M。

8、Redis 的持久化機制是什麼？各自的優缺點？

Redis提供兩種持久化機制 RDB 和 AOF 機制：

RDB（Redis DataBase）持久化方式：是指用資料集快照的方式半持久化模式記錄 Redis 資料庫的所有鍵值對，在某個時間點將資料寫入一個臨時檔案，持久化結束後，用這個臨時檔案替換上次持久化的檔案，達到資料恢復。

優點：

只有一個檔案 dump.rdb，方便持久化。
容災性好，一個檔案可以儲存到安全的磁碟。
效能最大化，fork 子程式來完成寫操作，讓主程式繼續處理命令，所以是 IO 最大化。使用單獨子程式來進行持久化，主程式不會進行任何 IO 操作，保證了 Redis的高效能。
相對於資料集大時，比 AOF 的啟動效率更高。

缺點：資料安全性低。RDB 是間隔一段時間進行持久化，如果持久化之間 Redis 發生故障，會發生資料丟失。所以這種方式更適合資料要求不嚴謹的時候

AOF（Append-only file）持久化方式：是指所有的命令列記錄以 Redis 命令請求協議的格式完全持久化儲儲存存為 aof 檔案。

優點：

資料安全，aof 持久化可以配置 appendfsync 屬性，有 always，每進行一次命令操作就記錄到 aof 檔案中一次。
透過 append 模式寫檔案，即使中途伺服器當機，可以透過 redis-check-aof 工具解決資料一致性問題。
AOF 機制的 rewrite 模式。AOF 檔案沒被 rewrite 之前（檔案過大時會對命令進行合併重寫），可以刪除其中的某些命令（比如誤操作的 flushall）

缺點：

AOF 檔案比 RDB 檔案大，且恢復速度慢。
資料集大的時候，比 RDB 啟動效率低。

9、Redis 常見效能問題和解決方案

Master 最好不要寫記憶體快照，如果 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。
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。
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。
儘量避免在壓力很大的主庫上增加從。
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。

10、Redis 過期鍵的刪除策略？

定時刪除：在設定鍵的過期時間的同時，建立一個定時器 timer。讓定時器在鍵的過期時間來臨時，立即執行對鍵的刪除操作。
惰性刪除：放任鍵過期不管，但是每次從鍵空間中獲取鍵時，都檢查取得的鍵是否過期，如果過期的話，就刪除該鍵;如果沒有過期，就返回該鍵。
定期刪除：每隔一段時間程式就對資料庫進行一次檢查，刪除裡面的過期鍵。至於要刪除多少過期鍵，以及要檢查多少個資料庫，則由演演算法決定。

11、Redis 的回收策略（淘汰策略）？

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

注意這裡的 6 種機制，volatile 和 allkeys 規定了是對已設定過期時間的資料集淘汰資料還是從全部資料集淘汰資料，後面的 lru、ttl 以及 random 是三種不同的淘汰策略，再加上一種 no-enviction 永不回收的策略。

使用策略規則：

如果資料呈現冪律分佈，也就是一部分資料訪問頻率高，一部分資料訪問頻率低，則使用 allkeys-lru
如果資料呈現平等分佈，也就是所有的資料訪問頻率都相同，則使用 allkeys-random

12、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，並透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。

13、Redis 的同步機制瞭解麼？

Redis 可以使用主從同步，從從同步。第一次同步時，主節點做一次 bgsave，並同時將後續修改操作記錄到記憶體 buffer，待完成後將 rdb 檔案全量同步到複製節點，複製節點接收完成後將 rdb 映象載入到記憶體。載入完成後，再通知主節點將期間修改的操作記錄同步到複製節點進行重放就完成了同步過程。

14、Pipeline 有什麼好處，為什麼要用 Pipeline？

可以將多次 IO 往返的時間縮減為一次，前提是 Pipeline 執行的指令之間沒有因果相關性。使用 redis-benchmark 進行壓測的時候可以發現影響 Redis 的 QPS 峰值的一個重要因素是 Pipeline 批次指令的數目。

15、是否使用過 Redis 叢集，叢集的原理是什麼？

Redis Sentinal 著眼於高可用，在 Master 當機時會自動將 slave 提升為master，繼續提供服務。

Redis Cluster 著眼於擴充套件性，在單個 Redis 記憶體不足時，使用 Cluster 進行分片儲存。

16、Redis 叢集方案什麼情況下會導致整個叢集不可用？

有 A，B，C 三個節點的叢集，在沒有複製模型的情況下，如果節點 B 失敗了，那麼整個叢集就會以為缺少 5501-11000 這個範圍的槽而不可用。

17、Redis 支援的 Java 客戶端都有哪些？官方推薦用哪個？

Redisson、Jedis、lettuce 等等，官方推薦使用 Redisson。

18、Jedis 與 Redisson 對比有什麼優缺點？

Jedis 是 Redis 的 Java 實現的客戶端，其 API 提供了比較全面的 Redis 命令的支援；Redisson 實現了分散式和可擴充套件的 Java 資料結構，和 Jedis 相比，功能較為簡單，不支援字串操作，不支援排序、事務、管道、分割槽等 Redis 特性。

Redisson 的宗旨是促進使用者對 Redis 的關注分離，從而讓使用者能夠將精力更集中地放在處理業務邏輯上。

19、Redis 如何設定密碼及驗證密碼？

設定密碼：config set requirepass 123456

授權密碼：auth 123456

20、說說 Redis 雜湊槽的概念？

Redis 叢集沒有使用一致性 hash，而是引入了雜湊槽的概念，Redis 叢集有 16384 個雜湊槽，每個 key 透過 CRC16 校驗後對 16384 取模來決定放置哪個槽，叢集的每個節點負責一部分 hash 槽。

21、Redis 叢集的主從複製模型是怎樣的？

為了使在部分節點失敗或者大部分節點無法通訊的情況下叢集仍然可用，所以叢集使用了主從複製模型，每個節點都會有 N-1 個複製品。

22、Redis 叢集會有寫操作丟失嗎？為什麼？

Redis 並不能保證資料的強一致性，這意味著在實際中叢集在特定的條件下可能會丟失寫操作。

23、Redis 叢集之間是如何複製的？

非同步複製。

24、Redis 叢集最大節點個數是多少？

16384 個。

25、Redis 叢集如何選擇資料庫？

Redis 叢集目前無法做資料庫選擇，預設在 0 資料庫。

26、怎麼測試 Redis 的連通性？

使用 ping 命令。

27、怎麼理解 Redis 事務？

事務是一個單獨的隔離操作：事務中的所有命令都會序列化、按順序地執行。事務在執行的過程中，不會被其他客戶端傳送來的命令請求所打斷。

事務是一個原子操作：事務中的命令要麼全部被執行，要麼全部都不執行。

28、Redis 事務相關的命令有哪幾個？

MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH。

29、Redis key 的過期時間和有效分別怎麼設定？

EXPIRE 和 PERSIST 命令。

30、Redis 如何做記憶體最佳化？

儘可能使用雜湊表（hashes），雜湊表（是說雜湊表裡面儲存的數少）使用的記憶體非常小，所以你應該儘可能的將你的資料模型抽象到一個雜湊表裡面。比如你的 Web 系統中有一個使用者物件，不要為這個使用者的名稱，姓氏，郵箱，密碼設定單獨的 key,而是應該把這個使用者的所有資訊儲存到一張雜湊表裡面。

31、Redis 回收程式如何工作的？

一個客戶端執行了新的命令，新增了新的資料。Redis 檢查記憶體使用情況，如果大於 maxmemory 的限制，則根據設定好的策略進行回收。一個新的命令被執行，等等。所以我們不斷地穿越記憶體限制的邊界，透過不斷達到邊界然後不斷地回收回到邊界以下。如果一個命令的結果導致大量記憶體被使用（例如很大的集合的交集儲存到一個新的鍵），不用多久記憶體限制就會被這個記憶體使用量超越。

32、都有哪些辦法可以降低 Redis 的記憶體使用情況呢？

如果你使用的是 32 位的 Redis 例項，可以好好利用 Hash，list，sorted set，set等集合型別資料，因為通常情況下很多小的 Key-Value 可以用更緊湊的方式存放到一起。

33、Redis 的記憶體用完了會發生什麼？

如果達到設定的上限，Redis 的寫命令會返回錯誤資訊（但是讀命令還可以正常返回。）或者你可以將 Redis 當快取來使用配置淘汰機制，當 Redis 達到記憶體上限時會沖刷掉舊的內容。

34、一個 Redis 例項最多能存放多少的 keys？List、Set、Sorted Set 他們最多能存放多少元素？

理論上 Redis 可以處理多達 232 的 keys，並且在實際中進行了測試，每個例項至少存放了 2 億 5 千萬的 keys。我們正在測試一些較大的值。任何 list、set、和 sorted set 都可以放 232 個元素。換句話說，Redis 的儲存極限是系統中的可用記憶體值。

35、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？

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。

相關知識：Redis 提供 6 種資料淘汰策略：

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

36、Redis 最適合的場景？

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 來快取會話的檔案。甚至廣為人知的商業平臺Magento 也提供 Redis 的外掛。

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。

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。如果你快速地在 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。

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。

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！

37、假如 Redis 裡面有 1 億個 key，其中有 10w 個 key 是以某個固定的已知的字首開頭的，如果將它們全部找出來？

使用 keys 指令可以掃出指定模式的 key 列表。

對方接著追問：如果這個 Redis 正在給線上的業務提供服務，那使用 keys 指令會有什麼問題？

這個時候你要回答 Redis 關鍵的一個特性：Redis 的單執行緒的。keys 指令會導致執行緒阻塞一段時間，線上服務會停頓，直到指令執行完畢，服務才能恢復。這個時候可以使用 scan 指令，scan 指令可以無阻塞地提取出指定模式的 key 列表，但是會有一定的重複機率，在客戶端做一次去重就可以了，但是整體所花費的時間會比直接用 keys 指令長。

38、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？

如果大量的 key 過期時間設定的過於集中，到過期的那個時間點，Redis 可能會出現短暫的卡頓現象。一般需要在時間上加一個隨機值，使得過期時間分散一些。

39、使用過 Redis 做非同步佇列麼，你是怎麼用的？

答：一般使用 list 結構作為佇列，rpush 生產訊息，lpop 消費訊息。當 lpop 沒有訊息的時候，要適當 sleep 一會再重試。如果對方追問可不可以不用 sleep 呢？list 還有個指令叫 blpop，在沒有訊息的時候，它會阻塞住直到訊息到來。如果對方追問能不能生產一次消費多次呢？使用 pub/sub 主題訂閱者模式，可以實現1:N 的訊息佇列。

如果對方追問 pub/sub 有什麼缺點？

在消費者下線的情況下，生產的訊息會丟失，得使用專業的訊息佇列如 RabbitMQ等。

如果對方追問 Redis 如何實現延時佇列？

我估計現在你很想把面試官一棒打死如果你手上有一根棒球棍的話，怎麼問得這麼詳細。但是你很剋制，然後神態自若地回答道：使用 sortedset，拿時間戳作為score，訊息內容作為 key 呼叫 zadd 來生產訊息，消費者用 zrangebyscore 指令獲取 N 秒之前的資料輪詢進行處理。

到這裡，面試官暗地裡已經對你豎起了大拇指。但是他不知道的是此刻你卻豎起了中指，在椅子背後。

40、使用過 Redis 分散式鎖麼，它是什麼回事？

先拿 setnx 來爭搶鎖，搶到之後，再用 expire 給鎖加一個過期時間防止鎖忘記了釋放。

這時候對方會告訴你說你回答得不錯，然後接著問如果在 setnx 之後執行 expire之前程式意外 crash 或者要重啟維護了，那會怎麼樣？這時候你要給予驚訝的反饋：唉，是喔，這個鎖就永遠得不到釋放了。緊接著你需要抓一抓自己的腦袋，故作思考片刻，好像接下來的結果是你主動思考出來的，然後回答：我記得 set 指令有非常複雜的引數，這個應該是可以同時把 setnx 和expire 合成一條指令來用的！

40道 Redis 運維面試題

相關文章