Redis 相关知识点汇总

一、关于 Redis

1.Redis 是什么

　　Redis 是一个开放源代码（BSD 许可）的内存中数据结构存储，可用作数据库，缓存和消息代理，是一个基于键值对的 NoSQL 数据库。

2.Redis 特性有哪些

• 速度快
• 基于键值对的数据结构服务器
• 丰富的功能、丰富的数据结构
• 简单稳定
• 客户端语言多
• 持久化
• 主从复制
• 高可以 & 分布式

3.Redis 合适的应用场景

• 缓存
• 排行榜
• 计数器
• 分布式会话
• 分布式锁
• 社交网络
• 最新列表
• 消息系统

4.除了 Redis 以外的 NoSQL 数据库

　　MongoDB、MemcacheDB、Cassandra、CouchDB、Hypertable、Leveldb。

5.Redis 和 Memcache 区别

• 支持的存储类型不同，memcached 只支持简单的 k/v 结构。redis 支持更多类型的存储结构类型(详见问题6)。
• memcached 数据不可恢复，redis 则可以把数据持久化到磁盘上。
• 新版本的 redis 直接自己构建了 VM 机制 ，一般的系统调用系统函数的话，会浪费一定的时间去移动和请求。
• redis 当物理内存用完时，可以将很久没用到的 value 交换到磁盘。

6.Redis 的几种数据类型

 　　基础：字符串（String）、哈希（hash)、列表（list)、集合(set)、有序集合(zset)。

 　　还有HyperLogLog、流、地理坐标等。

7.Redis 的高级功能

　　消息队列、自动过期删除、事务、数据持久化、分布式锁、附近的人、慢查询分析、Sentinel 和集群等多项功能。

二、Redis 启动和执行

1.Redis 几个比较主要的可执行文件

2.启动 Redis 的几种方式

1. 默认配置 : ./redis-server
2. 运行启动: redis-server 加上要修改配置名和值（可以是多对），没有配置的将使用默认配置。例如: redis-server ———port 7359
3. 指定配置文件启动: ./redis-server/opt/redis/redis.conf

3.Redis 配置自定义配置

　　redis 目录下有一个 redis.conf 的模板配置。只需要复制模板配置然后修改即可。

　　一般来说大部分生产环境都会用指定配置文件的方式启动redis。

4.Redis 客户端命令执行的方式

• （1）交互方式:

  redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
  # 连接到redis后，后面执行的命令就可以通过交互方式实现了。

• （2）命令行方式：

  redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 get value

5.停止 Redis 服务

1. Kill-9 pid (粗暴，请不要使用,数据不仅不会持久化，还会造成缓存区等资源不能被优雅关闭)。
2. 可以用 redis 的 shutdown 命令，可以选择是否在关闭前持久化数据。

   redis-cli shutdown nosave|save

6.如何查看当前键是否存在？

　　exists key

7.如何删除数据？

　　del key

三、Redis 注意事项

1.Redis 为什么快

• redis 使用了单线程架构和 I/O 多路复用模型模型。
• 纯内存访问。
• 由于是单线程避免了线程上下文切换带来的资源消耗。

2.字符串最大不能超过多少

　　512MB。

3.Redis 默认分多少个数据库

　　16个。

4.Redis 持久化的几种方式？

　　RDB、AOF、混合持久化。

四、RDB 持久化

　　RDB（Redis DataBase)持久化是把当前进程数据生成快照保存到硬盘的过程。

　　Tips:是以二进制的方式写入磁盘。

1.RDB 的持久化是如何触发的？

1. 手动触发:
   • save :阻塞当前 Redis 服务器，直到 RDB 过程完成为止，如果数据比较大的话，会造成长时间的阻塞，线上不建议。
   • bgsave:redis 进程执行 fork 操作创作子进程，持久化由子进程负责，完成后自动结束，阻塞只发生在fork阶段，一半时间很短。 
2. 自动触发：
   • savexsecends n: 表示在 x 秒内，至少有 n 个键发生变化，就会触发 RDB 持久化。也就是说满足了条件就会触发持久化。
   • flushall:主从同步触发

2.RDB 的优点

• rdb 是一个紧凑的二进制文件，代表 Redis 在某个时间点上的数据快照。
• 适合于备份，全量复制的场景，对于灾难恢复非常有用。
• Redis 加载 RDB 恢复数据的速度远快于 AOF 方式。

3.RDB的缺点

• RDB 没法做到实时的持久化。中途意外终止，会丢失一段时间内的数据。
• RDB 需要 fork() 创建子进程，属于重量级操作，可能导致 Redis卡顿若干秒。

4.如何禁用持久化

　　一般来说生成环境不会用到，了解一下也有好处的。

config set save ""

五、AOF 持久化

　　AOF(appendonly file)为了解决 rdb 不能实时持久化的问题，aof 来搞定。以独立的日志方式记录把每次命令记录到 aof 文件中。

1.如何查询 AOF 是否开启

config get appendonly

2.如何开启 AOF

• 命令行方式：实时生效，但重启后失效。

  config set appendonly

• 配置文件：需要重启生效，重启后依然生效。

  appendonly yes

3.AOF 的工作流程

1. 所有写入命令追加到 aof_buf 缓冲区。
2. AOF 缓冲区根据对应的策略向硬盘做同步操作。
3. 随着 AOF 文件越来越大，需要定期对 AOF 文件进行重写，达到压缩的目的。
4. 当 redis 服务器重启时，可以加载 AOF 文件进行数据恢复。

4.为什么 AOF 要先把命令追加到缓存区(aof_buf)中

　　Redis 使用单线程响应命令，如果每次写入文件命令都直接追加到硬盘，性能就会取决于硬盘的负载。如果使用缓冲区，redis提供多种缓冲区策略，在性能和安全性方面做出平衡。

5.AOF 持久化如何触发的

• 自动触发：满足设置的策略和满足重写触发。策略：(在配置文件中配置

   

• 手动触发：（执行命令）

  bgrewriteaof 

6.AOF 优点

• AOF 提供了 3 种保存策略：每秒保存、跟系统策略、每次操作保存。实时性比较高，一般来说会选择每秒保存，因此意外发生时顶多失去一秒的数据。
• 文件追加写形式，所以文件很少有损坏问题，如最后意外发生少写数据，可通过 redis-check-aof 工具修复。
• AOF 由于是文本形式，直接采用协议格式，避免二次处理开销，另外对于修改也比较灵活。

7.AOF 缺点

• AOF 文件要比 RDB 文件大。
• AOF 冷备没 RDB 迅速。
• 由于执行频率比较高，所以负载高时，性能没有 RDB 好。

六、混合持久化

　　一般来说线上都会采取混合持久化。redis4.0 以后添加了新的混合持久化方式。

1.优点：

　　在快速加载的同时，避免了丢失过更多的数据。

2.缺点：

• 由于混合了两种格式，所以可读性差。
• 兼容性，需要 4.0 以后才支持。

七、缓存

1. 缓存穿透

　　正常情况下，我们去查询数据都是存在。那么请求去查询一条数据库中根本就不存在的数据，也就是缓存和数据库都查询不到这条数据，但是请求每次都会打到数据库上面去。这种查询不存在数据的现象称为缓存穿透。

　　缓存穿透产生大量的请求到数据库去查询。可能会导致数据库由于压力过大而宕机。

解决方案：在缓存中将该键对应的值为设置为 null，配置过期时间

2.缓存击穿

　　在平常高并发的系统中，大量的请求同时查询一个 key 时，此时若这个 key 正好失效了，就会导致大量的请求都打到数据库上面去。这种现象即缓存击穿。

解决方案：缓存击穿的现象是多个线程同时去查询数据库的同一条数据，可以在第一个查询数据的请求上使用一个互斥锁来锁住它。其他的线程走到这一步拿不到锁就等着，等第一个线程查询到了数据，然后做缓存。后面的线程进来发现已经有缓存了，就直接走缓存。

3.缓存雪崩

　　当某一时刻发生大规模的缓存失效的情况。比如缓存服务宕机或集中过期，会有大量的请求直接打到DB上。结果 DB 称不住，挂掉。

解决方案：

• 事前：使用集群缓存，保证缓存服务的高可用。如果是使用 Redis，可以使用 主从+哨兵 ，Redis Cluster 来避免 Redis 全盘崩溃的情况。

• 事中：使用 ehcache 本地缓存 + Hystrix 限流&降级 ，避免 MySQL 被打死的情况发生。使用 Hystrix 进行 限流 & 降级 ，比如一秒来了5000个请求，可以设置假设只能有一秒 2000 个请求能通过这个组件，那么其他剩余的 3000 请求就会走限流逻辑，然后去调用降级组件（降级）。比如设置的一些默认值呀之类的。以此来保护最后的 MySQL 不会被大量的请求给打死。

• 事后：开启 Redis 持久化机制，尽快恢复缓存集群

4.缓存预热

　　系统上线后，提前将相关数据加载到缓存系统，避免用户先查库，然后在缓存。

八、其他

1.安装 Redis 步骤

• 下载 Redis 指定版本源码安装包压缩到当前目录。
• 解压缩 Redis 源码安装包。
• 建立一个 redis 目录软链接，指向解压包。
• 进入 redis 目录
• 编译
• 安装

　　或者：docker pull redis。

2.Redis 事务

　　事务提供了一种将多个命令请求打包，一次性、按顺序的执行多个命令的机制。并且在事务执行期间，服务器不会中断事务而改去执行其他客户端命令请求，它会

3.Redis 事务开始到结束的几个阶段？

• 开启事务
• 命令入队
• 执行事务/放弃事务

4.Redis 中 key 的过期操作？

# 设置key的生存时间为n秒：
expire key nseconds

# 设置key的生存时间为nmilliseconds：
pxpire key milliseconds

# 设置过期时间为timestamp所指定的秒数时间戳：
expireat key timespamp

# 设置过期时间为timestamp毫秒级时间戳：
pexpireat key millisecondsTimestamp

5.Redis 过期键删除策略?

• 定时删除：在设置的过期时间同时，创建一个定时器在键的过期时间来临时，立即执行队键的操作删除。
• 惰性删除：放任过期键不管，但每次从键空间中获取键时，都检查取得的键是否过期，如果过期就删除，如果没有就返回该键。
• 定期删除：每隔一段时间执行一次删除过期键操作，并通过先吃删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对 CPU 时间的影响。

6.Pipeline

　　命令批处理技术，对命令进行组装，然后一次性执行多个命令。可以有效的节省 RTT(Round Trip Time 往返时间)。

经过测试验证：

• pipeline 执行速度一般比逐条执行快。
• 客户端和服务的网络延越大，pipeline 效果越明显。

7.如何获取当前最大内存？如何动态设置？

# 获取最大内存:
config get maxmemory

# 设置最大内存：
config set maxmemory 1GB

8.Redis 内存溢出控制

　　当 Redis 所用内存达到 maxmemory 上限时，会出发相应的溢出策略。

9.Redis 内存溢出策略

• noeviction(默认策略):拒绝所有写入操作并返回客户端错误信息（error) OOM command not allowed when used memory,只响应读操作。
• volatile-lru:根据 LRU 算法删除设置了超时属性（expire)的键，直到腾出足够空间为止。如果没有可删除的键对象，回退到noeviction策略。
• allkeys-lru:根据 LRU 算法删除键，不管数据有没有设置超时属性， 直到腾出足够空间为止。
• allkeys-random:随机删除所有键，直到腾出足够空间为止。
• volatile-random:随机删除过期键，直到腾出足够空间为止。
• volatile-tth 根据键值对象的 ttl 属性，删除最近将要过期数据。如果没有，回退到 noeviction 策略。

10.Redis 高可用方案

　　RedisSentinel(哨兵)能自动完成故障发现和转移。

11.Redis 集群方案

　　Twemproxy、Redis Cluster、Codis。

12.RedisCluster 槽范围

　　0~16383

13.Redis 锁实现思路

• setnx(set if not exists),如果创建成功则表示获取到锁。
• setnxlock true 创建锁
• dellock 释放锁

　　如果中途崩溃，无法释放锁？此时需要考虑到超时时间的问题。比如 :expire lock 300。由于命令是非原子的，所以还是会死锁,如何解决？Redis支持 set 并设置超时时间的功能。比如: set lock true ex 30 nx。

14.布隆过滤器

　　是1970年由布隆提出的。它实际上是一个很长的二进制向量和一系列随机映射函数。布隆过滤器可以用于检索一个元素是否在一个集合中。它的优点是空间效率和查询时间都比一般的算法要好的多，缺点是有一定的误识别率和删除困难。

　　Tips:当判断一定存在时，可能会误判，当判断不存在时，就一定不存在。

 

参考：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5MzY4NTQwMA==&mid=2651019247&idx=3&sn=806af61723b1eee62fb463b9110bed49