redis面试真题解答篇

Redis 的特点?

Redis 全称为: Remote Dictionary Server(远程数据服务),该软件使用 C 语言编写,典型的 NoSQL 数据库服务器,Redis 是一 个 key-value 存储系统,它支持丰富的数据类型,如:string、list、set、zset(sorted set)、hash。

Redis 本质上是一个 Key-Value 类型的内存数据库,很像 memcached,整个 数据库统统加载在内存当中进 行操作,定期通过异步操作把数据库数据 flush 到硬盘 上进行保存。因为是纯内存操作,Redis 的性能非常出色,每秒 可以处理超过 10 万次读写操作,是已知性能最快的 Key-Value DB

单个value 的最大限制是 1GB,不像 memcached 只能保存 1MB 的数据,另外 Redis 也可以对存入的 Key-Value 设置 expire 时间。 Redis 的主要缺点是数据库容量受到物理内存的限制,不能用作海量数据的高性能读写,因此 Redis 适合的场景主要 局限在较小数据量的高性能操作和运算上

Redis 有哪几种数据结构?

Redis 的数据结构有五种,分别是:

String——字符串
  • String 数据结构是简单的 key-value 类型,value 不仅可以是 String,也可以是数字(当数字类型用 Long 可 以表示的时候 encoding 就是整型,其他都存储在 sdshdr 当做字符串)。
  • [关于sdshdr:] https://www.toutiao.com/i6932...
Hash——字典
  • 在 Memcached 中,我们经常将一些结构化的信息打包成 hashmap,在客户端序列化后存储为一个字符串的值 (一般是 JSON 格式),比如用户的昵称、年龄、性别、积分等。
List——列表
  • List 说白了就是链表(redis 使用双端链表实现的 List)
Set——集合
  • Set 就是一个集合,集合的概念就是一堆不重复值的组合。利用 Redis 提供的 Set 数据结构,可以存储一些集合性的数据。
Sorted Set——有序集合
  • 和 Sets 相比,Sorted Sets 是将 Set 中的元素增加了一个权重参数 score,使得集合中的元素能够按 score 进 行有序排列,
  • 带有权重的元素,比如一个游戏的用户得分排行榜
  • 比较复杂的数据结构,一般用到的场景不算太多

## Redis 的持久化机制及其优缺点?

RDB 持久化:该机制可以在指定的时间间隔内生成数据集的时间点快照(point-in-time snapshot)。

AOF 持久化:记录服务器执行的所有写操作命令,并在服务器启动时,通过重新执行这些命令来还原数据集。
AOF 文件中的命令全部以 Redis 协议的格式来保存,新命令会被追加到文件的末尾。 Redis 还可以在后台对 AOF 文件 进行重写(rewrite),使得 AOF 文件的体积不会超出保存数据集状态所需的实际大小

无持久化:让数据只在服务器运行时存在。

同时应用 AOF 和 RDB:当 Redis 重启时, 它会优先使用 AOF 文件来还原数据集, 因为 AOF 文件保存的 数据集通常比 RDB 文件所保存的数据集更完整。

RDB 的优缺点:

优点

  • RDB 非常适 用于灾难恢复(disaster recovery):它只有一个文件,并且内容都非常紧凑,可以(在加密后)将它传送到别的 数据中心。比如说,你可以在最近的 24 小时内,每小时备份一次 RDB 文件,并且在每个月的每一 天,也备份一个 RDB 文件。 这样的话,即使遇上问题,也可以随时将数据集还原到不同的版本。
  • RDB 可以最大化 Redis的性能:父进程在保存 RDB 文件时唯一要做的就是 fork 出一个子进程,然后这个子进程就会处理接下来的所有保存工作,父进程无须执行任何磁盘 I/O 操作。RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。

缺点

  • 如果你需要尽量避免在服务器故障时丢失数据,那么 RDB 不适合你。 虽然 Redis 允许你设置不同

的保存点(save point)来控制保存 RDB 文件的频率, 但是, 因为 RDB 文件需要保存整个数据集的状态, 因此你可能会至少 5 分钟才保存一次 RDB 文件。 在这种情况下, 一旦发生故障停机, 你就可能会丢失好几分钟的数据。每次保存 RDB 的时候,Redis 都要 fork() 出一个子进程,并由子 进程来进行实际的持久化工作。 在数据集比较庞大时, fork() 可能会非常耗时,造成服务器在某某毫秒内停止 处理客户端;如果数据集非常巨大,并且 CPU 时间非常紧张的话,那么这种停止时间甚至可能会长达一秒。

AOF 的优缺点:

优点:

  • 1、使用 AOF 持久化会让 Redis 变得非常耐久(much more durable):你可以设置不同的 fsync 策略,比如 无 fsync ,每秒钟一次 fsync ,或者每次执行写入命令时 fsync 。 AOF 的默认策略为每秒钟 fsync 一次,在这种 配置下,Redis 仍然可以保持良好的性能,并且就算发生故障停机,也最多只会丢失一秒钟的数据( fsync 会在后台 线程执行,所以主线程可以继续努力地处理命令请求)。AOF 文件是一个只进行追加操作的日志文件(appendonly log), 因此对 AOF 文件的写入不需要进行 seek , 即使日志因为某些原因而包含了未写入完整的命令(比如写入 时磁盘已满,写入中途停机,等等), redis-check-aof 工具也可以轻易地修复这种问题。
  • 2、Redis 可以在 AOF 文件体积变得过大时,自动地在后台对 AOF 进行重写: 重写后的新 AOF 文件包含了 恢复当前数据集所需的最小命令集合。 整个重写操作是绝对安全的,因为 Redis 在创建新 AOF 文件的过程中,会 继续将命令追加到现有的 AOF 文件里面,即使重写过程中发生停机,现有的 AOF 文件也不会丢失。 而一旦新 AOF 文件创建完毕,Redis 就会从旧 AOF 文件切换到新 AOF 文件,并开始对新 AOF 文件进行追加操作。

缺点:

  • 对于相同的数据集来说,AOF 文件的体积通常要大于 RDB 文件的体积。根据所使用的 fsync 策略,AOF 的速度可能会慢于 RDB 。 在一般情况下, 每秒 fsync 的性能依然非常高, 而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快, 即使在高负荷之下也是如此。 不过在处理巨大的写入载入时,RDB 可以提供更有保证的最大延迟时间 (latency)
  • AOF 在过去曾经发生过这样的 bug : 因为个别命令的原因,导致 AOF 文件在重新载入时,无法将数据集恢复 成保存时的原样。 (举个例子,阻塞命令 BRPOPLPUSH 就曾经引起过这样的 bug 。) 测试套件里为这种情况添 加了测试: 它们会自动生成随机的、复杂的数据集, 并通过重新载入这些数据来确保一切正常。 虽然这种 bug 在 AOF 文件中并不常见, 但是对比来说, RDB 几乎是不可能出现这种 bug 的。

Redis 的优缺点总结?

优点:

性能极高 – Redis 能支持超过 100K+ 每秒的读写频率。

丰富的数据类型 – Redis 支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。

原子性 – Redis 的所有操作都是原子性的,同时 Redis 还支持对几个操作全并后的原子性执行。

丰富的特性 – Redis 还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性

缺点:

由于是内存数据库,所以, 单台机器,存储的数据量和机器本身的内存大小有关。虽然 redis 本身有 key 过期策略,但是还是需要提前预估和节约内存。如果内存增长过快, 需要定期删除数据

如果进行完整重同步,由于需要生成 rdb 文件,并进行传输,会占用主机的 CPU,并会消耗现网的带宽
新版本,已经有部分重同步的功能,但是还是有可能有完整重同步的。比如,新上线的备机。

修改配置文件,进行重启,将硬盘中的数据加载进内存,时间比较久。在这个过程中,redis 不能
提供服务

Redis 最适合的场景有哪些?

(1)会话缓存(Session Cache)

(2)、全页缓存(FPC)

(3)、队列

(4)、排行榜/计数器

(5)、发布/订阅

Redis 常见的性能问题都有哪些?

(1)、Master 写内存快照,save 命令调度 rdbSave 函数,会阻塞主线程的工作,当快照比较大时对性能影响是 非常大的,会间断性暂停服务,所以 Master 最好不要写内存快照。

(2)、Master AOF 持久化,如果不重写 AOF 文件,这个持久化方式对性能的影响是最小的,但是 AOF 文件会 不断增大,AOF 文件过大会影响 Master 重启的恢复速度。Master 最好不要做任何持久化工作,包括内存快照和 AOF 日志文件,特别是不要启用内存快照做持久化,如果数据比较关键,某个 Slave 开启 AOF 备份数据,策略为每秒同步一 次。

(3)、Master 调用 BGREWRITEAOF 重写 AOF 文件,AOF 在重写的时候会占大量的 CPU 和内存资源,导致服 务 load 过高,出现短暂服务暂停现象。

(4)、Redis 主从复制的性能问题,为了主从复制的速度和连接的稳定性,Slave 和 Master 最好在同一个局域网内

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