redis

一、什么是redis

Redis 是完全开源免费的，遵守 BSD 协议，是一个高性能的 key-value 数据库。
Redis 支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及 zsetsorted set：有序集合)。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点：

1. Redis 支持数据的持久化，可以将内存中的数据保存在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用。
2. Redis 不仅仅支持简单的 key-value 类型的数据，同时还提供 list，set，zset，hash 等数据结构的存储。
3. Redis 支持数据的备份，即 master-slave 模式的数据备份。

Redis 优势

1. 性能极高 – Redis 能读的速度是 110000 次/s,写的速度是 81000 次/s 。
2. 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。
3. 原子 – Redis 的所有操作都是原子性的，意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务，即原子性，通过 MULTI 和 EXEC指令包起来。
4. 丰富的特性 – Redis 还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

二、Redis 是单进程单线程的？

Redis 是单进程单线程的，redis 利用队列技术将并发访问变为串行访问，消除了传统数据库串行控制的开销。

三、Redis 的持久化机制是什么？各自的优缺点？

Redis提供两种持久化机制 RDB 和 AOF 机制:

1. RDBRedis DataBase)持久化方式：是指用数据集快照的方式半持久化模式)记录 redis 数据库的所有键值对,在某个时间点将数据写入一个临时文件，持久化结束后，用这个临时文件替换上次持久化的文件，达到数据恢复。
   优点：
   （1）只有一个文件 dump.rdb，方便持久化。
   （2）容灾性好，一个文件可以保存到安全的磁盘。
   （3）性能最大化，fork 子进程来完成写操作，让主进程继续处理命令，所以是 IO最大化。使用单独子进程来进行持久化，主进程不会进行任何 IO 操作，保证了 redis的高性能)
   （4）相对于数据集大时，比 AOF 的启动效率更高。
   缺点：
   数据安全性低。RDB 是间隔一段时间进行持久化，如果持久化之间 redis 发生故障，会发生数据丢失。所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候
2. AOFAppend-only file)持久化方式：是指所有的命令行记录以 redis 命令请求协议的格式完全持久化存储)保存为 aof 文件。
   优点：
   （1）数据安全，aof 持久化可以配置 appendfsync 属性，有 always，每进行一次命令操作就记录到 aof 文件中一次。
   （2）通过 append 模式写文件，即使中途服务器宕机，可以通过 redis-check-aof工具解决数据一致性问题。
   （3）AOF 机制的 rewrite 模式。AOF 文件没被 rewrite 之前（文件过大时会对命令进行合并重写），可以删除其中的某些命令（比如误操作的 flushall）)
   缺点：
   （1）AOF 文件比 RDB 文件大，且恢复速度慢。
   （2）数据集大的时候，比 rdb 启动效率低。

四、Redis 常见性能问题和解决方案：

1. Master 最好不要写内存快照，如果 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
2. 如果数据比较重要，某个 Slave 开启 AOF 备份数据，策略设置为每秒同步一次
3. 为了主从复制的速度和连接的稳定性，Master 和 Slave 最好在同一个局域网
4. 尽量避免在压力很大的主库上增加从
5. 主从复制不要用图状结构，用单向链表结构更为稳定，即：Master <- Slave1<- Slave2 <- Slave3…这样的结构方便解决单点故障问题，实现 Slave 对 Master的替换。如果 Master 挂了，可以立刻启用 Slave1 做 Master，其他不变。

五、redis 过期键的删除策略？

1. 定时删除:在设置键的过期时间的同时，创建一个定时器 timer). 让定时器在键的过期时间来临时，立即执行对键的删除操作。
2. 惰性删除:放任键过期不管，但是每次从键空间中获取键时，都检查取得的键是否过期，如果过期的话，就删除该键;如果没有过期，就返回该键。
3. 定期删除:每隔一段时间程序就对数据库进行一次检查，删除里面的过期键。至于要删除多少过期键，以及要检查多少个数据库，则由算法决定。

六、Redis 的回收策略（淘汰策略）?

volatile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰
volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰
volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰
allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰
allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据注意这里的 6 种机制，volatile 和 allkeys 规定了是对已设置过期时间的数据集淘汰数据还是从全部数据集淘汰数据，后面的 lru、ttl 以及 random 是三种不同的淘汰策略，再加上一种 no-enviction 永不回收的策略。使用策略规则：

• 如果数据呈现幂律分布，也就是一部分数据访问频率高，一部分数据访问频率低，则使用 allkeys-lru
• 如果数据呈现平等分布，也就是所有的数据访问频率都相同，则使用allkeys-random

七、Pipeline 有什么好处，为什么要用 pipeline？

可以将多次 IO 往返的时间缩减为一次，前提是 pipeline 执行的指令之间没有因果相关性。Redis的管道可以在大量数据需要一次性操作完成的时候,使用Pipeline进行批处理,将一大队的操作合并成一次操作,可以减少链路层的时间消耗,使用 redis-benchmark 进行压测的时候可以发现影响 redis 的 QPS峰值的一个重要因素是 pipeline 批次指令的数目。

八、说说 Redis 哈希槽的概念？

Redis 集群没有使用一致性 hash,而是引入了哈希槽的概念，Redis 集群有16384 个哈希槽，每个 key 通过 CRC16 校验后对 16384 取模来决定放置哪个槽，集群的每个节点负责一部分 hash 槽。

九、redis事务

事务是一个原子操作：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。事务相关命令：MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH。

十、Redis 如何做内存优化？

尽可能使用散列表（hashes），散列表（是说散列表里面存储的数少）使用的内存非常小，所以你应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。比如你的 web 系统中有一个用户对象，不要为这个用户的名称，姓氏，邮箱，密码设置单独的 key,而是应该把这个用户的所有信息存储到一张散列表里面。

十一、MySQL 里有 2000w 数据，redis 中只存 20w 的数据，如何保证 redis 中的数据都是热点数据？

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主要基于淘汰策略
Redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候，就会施行数据淘汰策略。相关知识：Redis 提供 6 种数据淘汰策略：volatile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据

十二、Redis有哪些适合的场景？

1. 会话缓存（Session Cache）:用Redis缓存会话比其他存储（如memcached）的优势在于：redis提供持久化。当维护一个不是严格要求一致性的缓存时，如果用户的购物车信息全部丢失，大部分人都会不高兴。
2. 全页缓存（FPC）:除基本的会话token之外，Redis还提供很简便的FPC平台。
3. 队列：Redis在内存存储引擎领域的一大优点是提供list和set操作，这使得Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。Redis作为队列使用的操作，就类似于本地程序语言对list的push/pop操作。
4. 排行榜/计数器：Redis在内存中对数据进行递增递减的操作实现的非常好。集合（Set）和有序集合（Sorted Set）也使得我们在执行这些操作的时候变得非常简单，Redis只是正好提供了这两种数据结构。
5. 订阅/发布

十三、假如 Redis 里面有 1 亿个 key，其中有 10w 个 key 是以某个固定的已知的前缀开头的，如果将它们全部找出来？

使用 keys 指令可以扫出指定模式的 key 列表。如果这个 redis 正在给线上的业务提供服务，那使用 keys 指令会有什么问题？这个时候你要回答 redis 关键的一个特性：redis 的单线程的。keys 指令会导致线程阻塞一段时间，线上服务会停顿，直到指令执行完毕，服务才能恢复。这个时候可以使用scan 指令，scan 指令可以无阻塞的提取出指定模式的 key 列表，但是会有一定的重复概率，在客户端做一次去重就可以了，但是整体所花费的时间会比直接用 keys 指令长。

十四、redis分布式锁

分布式锁
分布式锁，是一种思想，它的实现方式有很多。比如，我们将沙滩当做分布式锁的组件，那么它看起来应该是这样的：

加锁
在沙滩上踩一脚，留下自己的脚印，就对应了加锁操作。其他进程或者线程，看到沙滩上已经有脚印，证明锁已被别人持有，则等待。

解锁
把脚印从沙滩上抹去，就是解锁的过程。

锁超时
为了避免死锁，我们可以设置一阵风，在单位时间后刮起，将脚印自动抹去。

分布式锁的实现有很多，比如基于数据库、memcached、Redis、系统文件、zookeeper等。它们的核心的理念跟上面的过程大致相同。