[Redis 系列]redis 学习十三,Redis 常问简单面试题

咱们一起来看看 redis 常问常用的面试题

Redis 是个啥?

www.redis.cn/ redis 中文网给了很明确且清晰的定义

  • Redis 是一个开源(BSD许可)的,内存中的数据结构存储系统

  • Redis 可以用作数据库、缓存和消息中间件

  • 支持的数据结构有 8

    字符串(strings), 散列(hashes), 列表(lists), 集合(sets), 有序集合(sorted sets), bitmaps, hyperloglogs 和 geospatial

使用 redis 有什么益处?

  • 存取的数据都非常快,redis 的数据是直接在内存中操作的
  • 特性丰富:可用于缓存,消息队列,等等
  • 支持 8 种 数据类型

Redis 为什么这么快嘞?

首先 redis 是单线程的,很多人认为单线程就一定慢,多线程就一定快,这是一个误解

  • redis 使用多路 I/O 复用模型,非阻塞 的 IO
  • 采用单线程,就不会有上下文切换的消耗,不用去考虑加锁和解锁的事情,没有竞争资源出现的性能消耗
  • 数据结构很简单,上述 8 种 数据类型,一学就会
  • 操作 redis 的数据,基本是在妥妥的操作内存,必须快

Redis 可以持久化吗?可以的话,持久化的方式有哪些?

可以持久化,有 2 种方式, RDB 和 AOF , redis 默认是支持 RDB 持久化

  • RDB 持久化方式

在指定时间间隔内将内存中的数据集快照写入到磁盘中,这就是快照 snapshot ,恢复快照的时候,是把快照文件读入到内存中。

redis 通过 fork 的方式创建一个子进程来专门做持久化的动作

优势

  • 适合大规模的数据恢复
  • 对数据的完整性要求不高

劣势

  • 需要在一定的时间间隔进行操作,如果 redis 意外宕机,最后一次写入的数据就会丢失
  • fork 子进程的时候需要占用一定的空间
  • AOF 持久化方式

AOF 是 redis 的另外一种持久化方式,以日志的形式记录每一个写操作,将 redis 执行过的写操作全部记录下来,只允许追加文件,不允许改写文件

优势

  • 每一次操作 reids 都会被记录,文件的完整性好
  • 每秒同步一次,可能会丢失一秒的数据
  • 从不同步,这个效率是最高的

劣势

  • 相对于数据文件来说,aof 文件会远大于 rdb 文件,修复的速度也比 rdb 文件慢
  • aof 运行的效率比 rdb 慢,所以 redis 默认的配置是 rdb 持久化

Redis 应用场景有哪些嘞?

  • 简单的消息队列

简单的消息队列做发布订阅的功能,使用到 redis 中 List 数据结构,可以通过 lpush 和 rpop 写入和读取消息,这个仅仅适用于简单的消息队列,如果数据量大,要求数据一致性,性能要好等等,当然首选专业的消息队列组件

  • 用于缓存

将经常需要访问的数据访问 redis 中,并且要设置好 redis 的内存最大限制和删除 key 的策略

  • 用于计数器

例如网页访问量,点赞量等等,redis 支持自增和自减操作,数据都是在内存中,很适合做计数

  • 做分布式锁

redis 自带的命令 SETNX ,天然可以做分布式锁,用于管控多个节点的有序运行,当然 redis 自己也提供了 RedLock 给大家使用

RedLock 是个啥

Redis 官方站提供的基于 Redis 实现分布式锁的方式,它有如下特性:

  • 容错性

只要大部分 Redis 节点存活就可以正常提供服务

  • 安全特性

RedLock 是互斥访问的,永远只有一个 redis 客户端能拿到锁,执行操作

  • 避免死锁

最终 redis 客户端都可能拿到锁,不会出现死锁的情况

  • 做排行榜

使用 zset 做排行榜,top xx 等应用

  • 做共同关注,做发现身边的好友

redis 提供集合 set ,可以计算出共同的好友,共同的兴趣,等等应用

Redis 的删除过期的 key 是如何处理的?

有 3 种方式:

  • 定时过期

定时过期,就是每当设置一个 key 的时候,都给这个 key 设置对应的定时器,当这个 key ttl 到期时,就将这个 key 删除掉

每个 key 都设置了过期时间就要弄一个定时器,这样非常消耗 cpu 资源,进而影响 redis 性能

  • 定期过期

定期过期,就是设置每隔一段时间,扫描 redis 中设置过期时间的 key,并且删除掉其中已经过期的 key。

  • 惰性过期

惰性过期,就是每当访问这个 key 的时候,才去判断这个 key 是否失效,失效就删掉,若不访问,则这个 key 就一直存在内存中,会占用大量的内存

Redis 事务的本质是什么?

就是一组命令的集合,一个事务中所有的命令都会被序列化,在事务执行的过程,是按照顺序执行命令的,他们拥有

  • 一次性
  • 顺序性
  • 排他性

redis 的事务没有隔离级别的概念

redis 事务中,命令是这样执行的

命令放在事务中,并没有马上执行,而是发起执行命令的时候才会执行,通过 exec 触发

redis 是单条指令保证原子性,但是事务不保证原子性

执行一个事务的流程是这个样子的:

  • multi 开启事务
  • 各种命令入队
  • exec 执行事务

事务的 ACID 分别指的是什么?

  • Atomicity 原子性

原子性指的是,事务是一个不可分割的整体,要么一起成功,要么一起失败

  • Consistency 一致性

执行事务前和执行事务后,数据的完整性都必须保持一致

  • Isolation 隔离性

多个事务同时在处理的时候,互不干扰,互补影响,各玩各的

  • Durability 持久性

指的是,事务一旦被提交,那么影响的数据是持久性的

Redis 主从复制的原理是什么?

Slave 启动成功连接到 master 后会发送一个 sync 命令

master 收到命令后,启动后台存盘进程,同时收集所有接收到用于修改数据库集命令,在后台进程执行完毕后,master 进程将传送整个数据文件给到 slave ,并完成一次同步

全量复制

slave 服务接收到 master 传过来的数据后,将其存盘并加载到内存

增量复制

master 将新的收集到的所有修改的命令依次传递给 slave ,并完成同步

一旦重新连接 master 节点,一次完全的全量同步就会被执行

哨兵模式是干啥的?

哨兵模式,主要是用于实现 redis 集群的高可用

因为使用主从复制的方式,当 redis 主机宕机时,没有办法选举出一个主机出来,哨兵模式可以

哨兵的作用

  • 通过发送命令,Redis 服务器返回监控状态信息,包括主服务器和从服务器的
  • 若哨兵检测到主服务器宕机,会自动将slave 切换 master,然后通过发布订阅通知其他从服务器,修改配置文件,让他成为主机

主观下线

如果 master 服务器宕机了,那么其中一个哨兵就会检测到,系统并不会马上执行 failover 的过程,仅仅是当前这个哨兵,判断 master 不可用,这个就是主观下线

客观下线

集群中一般哨兵也是集群的,若部署了 3 个哨兵

当其他两个哨兵也发现 master 服务器不可用的时候,那么哨兵之间就会产生投票,具体的投票算法我们后续再写,投票的结构由一个哨兵发起,进行 failover 故障转移的操作,切换成功之后,就会通过发布订阅模式,让每一个监控的哨兵把自己监控的服务器切换到这个 master 服务器上, 这个就是 客观下线

redis 的 穿透,击穿,雪崩问题可以查看上一篇文章:【Redis 系列】redis 学习十二,redis 缓存穿透,缓存击穿,缓存雪崩

参考资料:

redis_doc

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好了,本次就到这里

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