Redis一些常见的面试题

Redis面试题

1.Redis数据删除策略有哪些?

• 1.定时删除

• 2.惰性删除

• 3.定期删除

 

2.Redis数据删除策略的原理和优缺点?

定时删除

创建一个定时器，当key设置有过期时间，且过期时间到达时，由定时器任务立即执行对键的删除操作。定时监控expires内存中相应的时间 ，时间到了就根据对应的内存地址找到对应的数据将其删除 。

• 优点：节约内存，到时就删除，快速释放掉不必要的内存占用

• 缺点：CPU压力很大，无论CPU此时负载量多高，均占用CPU，会影响redis服务器响应时间和指令吞吐量

• 总结：用处理器性能换取存储空间（拿时间换空间）

惰性删除

数据到达过期时间，不做处理。等下次访问该数据时，我们需要判断

1. 如果未过期，返回数据

2. 发现已过期，删除，返回不存在

• 优点：节约CPU性能，发现必须删除的时候才删除

• 缺点：内存压力很大，出现长期占用内存的数据

• 总结：用存储空间换取处理器性能（拿空间换时间）

定期删除

定期删除就是周期性轮询redis库中的时效性数据，采用随机抽取的策略，利用过期数据占比的方式控制删除频度

• 特点1：CPU性能占用设置有峰值，检测频度可自定义设置

• 特点2：内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理

• 总结：周期性抽查存储空间（随机抽查，重点抽查）

   

3.Redis三种删除策略的区别?

1：定时删除：

节约内存，无占用,
不分时段占用CPU资源，频度高,
拿时间换空间

2：惰性删除：

内存占用严重
延时执行，CPU利用率高
拿空间换时间

3：定期删除：

内存定期随机清理
每秒花费固定的CPU资源维护内存
随机抽查，重点抽查

 

4.说一下Redis数据淘汰策略（逐出算法）

Redis淘汰策略是指 如果内存不满足新 加入数据的最低存储要求，redis要临时删除一些数据为当前指令清理存储空间。清理数据的策略称为逐出算法。

淘汰策略有3类8种:

第一类：检测易失数据

volatile-lru：挑选最近最少使用的数据淘汰
volatile-lfu：挑选最近使用次数最少的数据淘汰
volatile-ttl：挑选将要过期的数据淘汰
volatile-random：任意选择数据淘汰

第二类：检测全库数据

allkeys-lru：挑选最近最少使用的数据淘汰
allkeLyRs-lfu：：挑选最近使用次数最少的数据淘汰
allkeys-random：任意选择数据淘汰，相当于随机

第三类：放弃数据驱逐

no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据,就是不淘汰数据(redis4.0中默认策略)，会引发OOM(Out Of Memory)

 

5.Redis三高架构是?

• 高并发

  应用要提供某一业务要能支持很多客户端同时访问的能力，我们称为并发，高并发意思就很明确了

• 高性能

  性能带给我们最直观的感受就是：速度快，时间短

• 高可用

 

6.说一下主从复制的工作流程（三个阶段）

阶段一：建立连接

1. 步骤1：设置master的地址和端口，保存master信息

2. 步骤2：建立socket连接

3. 步骤3：发送ping命令（定时器任务）

4. 步骤4：身份验证

5. 步骤5：发送slave端口信息

阶段二：数据同步

1. 步骤1：请求同步数据

2. 步骤2：创建RDB同步数据

3. 步骤3：恢复RDB同步数据

4. 步骤4：请求部分同步数据

5. 步骤5：恢复部分同步数据

阶段三：命令传播

• 当master数据库状态被修改后，导致主从服务器数据库状态不一致，此时需要让主从数据同步到一致的状态，同步的动作称为命令传播

• master将接收到的数据变更命令发送给slave，slave接收命令后执行命令

 

7.怎样确定采用哪种复制?

runid和offset有一个变化:执行全量复制

runid不变offset变化:执行部分复制

 

8.说一下哨兵的作用?

哨兵的作用：

• 监控：监控master和slave

  不断的检查master和slave是否正常运行

  master存活检测、master与slave运行情况检测

• 通知（提醒）：当被监控的服务器出现问题时，向其他（哨兵间，客户端）发送通知

• 自动故障转移：断开master与slave连接，选取一个slave作为master，将其他slave连接新的master，并告知客户端新的服务器地址

 

9.讲一下哨兵的工作原理?

哨兵在进行主从切换过程中经历三个阶段

监控:

• 获取各个sentinel的状态（是否在线）

• 获取master的状态

• 获取所有slave的状态

通知:

哨兵(sentinel)在通知阶段要不断的去获取master/slave的信息，然后在各个哨兵之间进行共享.

故障转移:

• 判断master是否挂了

• 选举出决定更换master的sentinel

• 由选举胜出的sentinel去从slave中选一个新的master

 

10.介绍一下集群,和它的作用?

集群就是使用网络将若干台计算机联通起来，并提供统一的管理方式，使其对外呈现单机的服务效果

集群作用：

• 分散单台服务器的访问压力，实现负载均衡

• 分散单台服务器的存储压力，实现可扩展性

• 降低单台服务器宕机带来的业务灾难

 

11.讲一下Cluster集群结构设计?

1. 通过算法设计，计算出key应该保存的位置

2. 将所有的存储空间计划切割成16384份，每台主机保存一部分

   注意：每份代表的是一个存储空间，不是一个key的保存空间

3. 将key按照计算出的结果放到对应的存储空间

 

12.当我们查找数据时,集群是怎样操作的?

• 各个数据库相互通信，保存各个库中槽的编号数据

• 一次命中，直接返回

• 一次未命中，告知具体位置

 

13.讲一下缓存预热的场景和解决方案?

场景:

请求数量太高,而缓存中又没有这些数据,此时从数据库中查找数据然后将数据再存入缓存，造成了短期内对redis的高强度操作从而导致服务器宕机

解决方案:

系统启动前，提前将相关的缓存数据直接加载到缓存系统。避免在用户请求的时候，先查询数据库，然后再将数据缓存的问题！用户直接查询事先被预热的缓存数据！

 

14.讲一下缓存雪崩的场景和解决方案?

场景:

1.系统平稳运行过程中，忽然数据库连接量激增

2.应用服务器无法及时处理请求

3.大量408，500错误页面出现

4.客户反复刷新页面获取数据

5.数据库 服务器 redis redis集群崩溃

解决方案:

1.LRU与LFU切换

2.数据有效期策略调整

3.超热数据使用永久key

4.定期维护（自动+人工）

 

15.讲一下缓存击穿的场景和解决方案?

场景:

1.系统平稳运行过程中

2.数据库连接量瞬间激增

3.Redis服务器CPU正常

4.数据库崩溃

解决方案:

1.预先设定

加大高热信息key的过期时长

2.现场调整

监控访问量，对自然流量激增的数据延长过期时间或设置为永久性key

3.后台刷新数据

启动定时任务，高峰期来临之前，刷新数据有效期，确保不丢失

4.二级缓存

设置不同的失效时间，保障不会被同时淘汰就行

5.加锁

分布式锁，防止被击穿，但是要注意也是性能瓶颈，慎重！

 

16.讲一下缓存穿透的场景和解决方案?

场景:

(缓存穿透是指访问了不存在的数据，跳过了合法数据的redis数据缓存阶段，每次访问数据库，导致对数据库服务器造成压力。)

1.系统平稳运行过程中

2.应用服务器流量随时间增量较大

3.Redis服务器命中率随时间逐步降低

4.Redis服务器CPU占用激增

5.数据库服务器压力激增,导致数据库崩溃

解决方案:

1.缓存null

2.白名单策略

3.实施监控

4.key加密