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互联网公司面试必问的Redis题目

时间:[2018-10-10 13:30:09] 作者:[ zyw327 ] 点击:[ 34 ]

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  Redis是一个非常火的非关系型数据库,火到什么程度呢?只要是一个互联网公司都会使用到。Redis相关的问题可以说是面试必问的,下面我从个人当面试官的经验,总结几个必须要掌握的知识点。
介绍:Redis 是一个开源的使用 ANSI C 语言编写、遵守 BSD 协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value 数据库,并提供多种语言的 API的非关系型数据库。
传统数据库遵循 ACID 规则。而 Nosql(Not Only SQL 的缩写,是对不同于传统的关系型数据库的数据库管理系统的统称) 一般为分布式而分布式一般遵循 CAP 定理。

Github源码:https://github.com/antirez/redis
Redis 官网:redis.io/

Redis支持的数据类型?

  • String字符串:
    格式: set key value
    string类型是二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象 。
    string类型是Redis最基本的数据类型,一个键最大能存储512MB。
    Hash(哈希)
    格式: hmset name key1 value1 key2 value2
    Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。
    Redis hash是一个string类型的field和value的映射表,hash特别适合用于存储对象。
  • List(列表)
    Redis 列表是简单的字符串列表,按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部(左边)或者尾部(右边)
    格式: lpush name value
    在 key 对应 list 的头部添加字符串元素
    格式: rpush name value
    在 key 对应 list 的尾部添加字符串元素
    格式: lrem name index
    key 对应 list 中删除 count 个和 value 相同的元素
    格式: llen name
    返回 key 对应 list 的长度
  • Set(集合) 格式: sadd name value Redis的Set是string类型的无序集合。 集合是通过哈希表实现的,所以添加,删除,查找的复杂度都是O(1)。
  • zset(sorted set:有序集合)
    格式: zadd name score value
    Redis zset 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
    不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
    zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

什么是Redis持久化?Redis有哪几种持久化方式?优缺点是什么?

持久化就是把内存的数据写到磁盘中去,防止服务宕机了内存数据丢失。 Redis 提供了两种持久化方式:RDB(默认) 和AOF RDB:

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rdb是Redis DataBase缩写 功能核心函数rdbSave(生成RDB文件)和rdbLoad(从文件加载内存)两个函数 AOF:

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Aof是Append-only file缩写
每当执行服务器(定时)任务或者函数时flushAppendOnlyFile 函数都会被调用, 这个函数执行以下两个工作
aof写入保存:
WRITE:根据条件,将 aof_buf 中的缓存写入到 AOF 文件
SAVE:根据条件,调用 fsync 或 fdatasync 函数,将 AOF 文件保存到磁盘中。
存储结构:
内容是redis通讯协议(RESP )格式的命令文本存储。
比较:

  1. aof文件比rdb更新频率高,优先使用aof还原数据。
  2. aof比rdb更安全也更大
  3. rdb性能比aof好
  4. 如果两个都配了优先加载AOF

刚刚上面你有提到redis通讯协议(RESP ),能解释下什么是RESP?有什么特点?

(可以看到很多面试其实都是连环炮,面试官其实在等着你回答到这个点,如果你答上了对你的评价就又加了一分)

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RESP 是redis客户端和服务端之前使用的一种通讯协议;
RESP 的特点:
实现简单、快速解析、可读性好

  • For Simple Strings the first byte of the reply is "+" 回复
  • For Errors the first byte of the reply is "-" 错误
  • For Integers the first byte of the reply is ":" 整数
  • For Bulk Strings the first byte of the reply is "$" 字符串
  • For Arrays the first byte of the reply is "*" 数组

Redis 有哪些架构模式?讲讲各自的特点

单机版

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特点:简单
问题:
1、内存容量有限 2、处理能力有限 3、无法高可用。

主从复制

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Redis 的复制(replication)功能允许用户根据一个 Redis 服务器来创建任意多个该服务器的复制品,其中被复制的服务器为主服务器(master),而通过复制创建出来的服务器复制品则为从服务器(slave)。 只要主从服务器之间的网络连接正常,主从服务器两者会具有相同的数据,主服务器就会一直将发生在自己身上的数据更新同步 给从服务器,从而一直保证主从服务器的数据相同。
特点:

  1. master/slave 角色
  2. master/slave 数据相同
  3. 降低 master 读压力在转交从库

问题:

  1. 无法保证高可用
  2. 没有解决 master 写的压力

哨兵

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Redis sentinel 是一个分布式系统中监控 redis 主从服务器,并在主服务器下线时自动进行故障转移。其中三个特性:
监控(Monitoring): Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。
提醒(Notification): 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时, Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
自动故障迁移(Automatic failover): 当一个主服务器不能正常工作时, Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作。
特点:

  1. 保证高可用
  2. 监控各个节点
  3. 自动故障迁移

缺点:主从模式,切换需要时间丢数据
没有解决 master 写的压力
集群(proxy 型):

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Twemproxy 是一个 Twitter 开源的一个 redis 和 memcache 快速/轻量级代理服务器; Twemproxy 是一个快速的单线程代理程序,支持 Memcached ASCII 协议和 redis 协议。
特点:

  1. 多种 hash 算法:MD5、CRC16、CRC32、CRC32a、hsieh、murmur、Jenkins
  2. 支持失败节点自动删除
  3. 后端 Sharding 分片逻辑对业务透明,业务方的读写方式和操作单个 Redis 一致

缺点:

  1. 增加了新的 proxy,需要维护其高可用。
  2. failover 逻辑需要自己实现,其本身不能支持故障的自动转移可扩展性差,进行扩缩容都需要手动干预

集群(直连型):

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从redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群,Redis-Cluster采用无中心结构,每个节点保存数据和整个集群状态,每个节点都和其他所有节点连接。
特点:

  1. 无中心架构(不存在哪个节点影响性能瓶颈),少了 proxy 层。
  2. 数据按照 slot 存储分布在多个节点,节点间数据共享,可动态调整数据分布。
  3. 可扩展性,可线性扩展到 1000 个节点,节点可动态添加或删除。
  4. 高可用性,部分节点不可用时,集群仍可用。通过增加 Slave 做备份数据副本
  5. 实现故障自动 failover,节点之间通过 gossip 协议交换状态信息,用投票机制完成 Slave到 Master的角色提升。

缺点:

  1. 资源隔离性较差,容易出现相互影响的情况。
  2. 数据通过异步复制,不保证数据的强一致性

什么是一致性哈希算法?什么是哈希槽?

这两个问题篇幅过长 网上找了两个解锁的不错的文章
https://www.cnblogs.com/lpfuture/p/5796398.html
https://blog.csdn.net/z15732621582/article/details/79121213

Redis是基于CAP理论的,什么是CAP理论?

可以参考我的上一篇文章。
如果有人问你CAP理论是什么,就把这篇文章发给他。

Redis常用命令?

  • Keys pattern
  • 表示区配所有
  • 以bit开头的
  • 查看Exists key是否存在
  • Set
  • 设置 key 对应的值为 string 类型的 value。
  • setnx
  • 设置 key 对应的值为 string 类型的 value。如果 key 已经存在,返回 0,nx 是 not exist 的意思。
  • 删除某个key
  • 第一次返回1 删除了 第二次返回0
  • Expire
  • 设置过期时间(单位秒)
  • TTL
  • 查看剩下多少时间
  • Setex
  • 设置 key 对应的值为 string 类型的 value,并指定此键值对应的有效期。
  • Mset
  • 一次设置多个 key 的值,成功返回 ok 表示所有的值都设置了,失败返回 0 表示没有任何值被设置。
  • Getset
  • 设置 key 的值,并返回 key 的旧值。
  • Mget
  • 一次获取多个 key 的值,如果对应 key 不存在,则对应返回 nil。
  • Incr
  • 对 key 的值做加加操作,并返回新的值。注意 incr 一个不是 int 的 value 会返回错误,incr 一个不存在的 key,则设置 key 为 1
  • incrby
  • 同 incr 类似,加指定值 ,key 不存在时候会设置 key,并认为原来的 value 是 0
  • Decr
  • 对 key 的值做的是减减操作,decr 一个不存在 key,则设置 key 为-1
  • Decrby
  • 同 decr,减指定值。
  • Append
  • 给指定 key 的字符串值追加 value,返回新字符串值的长度。
  • Strlen
  • 取指定 key 的 value 值的长度。
  • persist
  • 取消过期时间
  • Select
  • 选择数据库
  • Randomkey
  • 随机返回一个key
  • Rename
  • 重命名
  • Type
    返回数据类型

使用过Redis分布式锁么,它是怎么实现的?

先拿setnx来争抢锁,抢到之后,再用expire给锁加一个过期时间防止锁忘记了释放。
如果在setnx之后执行expire之前进程意外crash或者要重启维护了,那会怎么样?
set指令有非常复杂的参数,这个应该是可以同时把setnx和expire合成一条指令来用的!

使用过Redis做异步队列么,你是怎么用的?有什么缺点?

一般使用list结构作为队列,rpush生产消息,lpop消费消息。当lpop没有消息的时候,要适当sleep一会再重试。
缺点:
在消费者下线的情况下,生产的消息会丢失,得使用专业的消息队列如rabbitmq等。
能不能生产一次消费多次呢?
使用pub/sub主题订阅者模式,可以实现1:N的消息队列。

什么是缓存穿透?如何避免?什么是缓存雪崩?何如避免?

缓存穿透
一般的缓存系统,都是按照key去缓存查询,如果不存在对应的value,就应该去后端系统查找(比如DB)。一些恶意的请求会故意查询不存在的key,请求量很大,就会对后端系统造成很大的压力。这就叫做缓存穿透。
如何避免?
1:对查询结果为空的情况也进行缓存,缓存时间设置短一点,或者该key对应的数据insert了之后清理缓存。
2:对一定不存在的key进行过滤。可以把所有的可能存在的key放到一个大的Bitmap中,查询时通过该bitmap过滤。
缓存雪崩
当缓存服务器重启或者大量缓存集中在某一个时间段失效,这样在失效的时候,会给后端系统带来很大压力。导致系统崩溃。
如何避免?
1:在缓存失效后,通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存,其他线程等待。
2:做二级缓存,A1为原始缓存,A2为拷贝缓存,A1失效时,可以访问A2,A1缓存失效时间设置为短期,A2设置为长期
3:不同的key,设置不同的过期时间,让缓存失效的时间点尽量均匀
内容比较多整理一个脑图,方便大家记忆。

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作者:codeyuyu
链接:https://juejin.im/post/5b99d4bce51d450e7a24b66e
来源:掘金

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标签:  Redis
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