redis面试题

一、线程

1.1、redis是单线程还是多线程

无论什么版本，工作线程就是一个
6.0之后的版本出现了IO多线程

Redis 6.0版本以前的单线程是指其网络I/O和键值对读写是由一个线程完成的
Redis 6.0引入的多线程指的是网络请求过程采用了多线程，而键值对读写命令仍然是单线程处理的，命令到服务端去执行还是排队的顺序执行的，所以Redis仍然是并发安全的，因为命令还是一个个去执行
也就是只有网络请求模块和数据操作模块是单线程的，而其他的持久化、集群数据同步等，其实是由额外的线程执行的

1.2、redis是单线程为什么还能这么快

1、命令执行基于内存操作，一条命令在内存里操作的时间是几十纳秒
2、命令执行是单线程操作，没有线程切换开销
3、基于IQ多路复用机制提升Redis的I/O利用率
4、高效的数据存储结构：全局hash表以及多种高效数据结构，比如：跳表，压缩列表，链表等等

1.3、redis是单线程的，如何做到支持高并发？

IO多路服用，是网络请求过程采用了多线程

二、key相关

2.1、redis是怎么删除过期的key的？

3种：

①、定时删除

定时删除是在设置 key 的过期时间的同时，会创建一个定时器(timer)。定时器在 key 的过期时间来临时，立即执行对 key 的删除操作

②、定期删除

定期删除是每隔一段时间，程序就会对 Redis 数据进行一次检查，删除里面的过期 key，至于要删除多少过期 key，以及要检查多少个 db，则是由 Redis 内部算法决定

③、惰性删除

惰性删除是定时删除和定期删除的折中处理方案。它放任 key 过期不管，但是每次获取 key 时，都会检查取得的 key 是否过期，如果过期，则删除该 key；若没有过期，就返回该 key 的值

2.2、Redis key 的过期时间和永久有效分别怎么设置?

设置过期时间

expire key second：设置key的过期时间

 

设置永久有效

PERSIST KEY_NAME Redis PERSIST 命令用于移除给定 key 的过期时间，使得 key 永不过期。

2.3、一个Redis实例最多能存放多少的keys?List、Set、Sorted Set 他们最多能存放多少元素?

2.4、redis大key如何解决，如何优雅的删除？

2.5、redis Key过期了为什么内存没有释放？

可能性有两种：

1、一开始对key设置了过期时间，但是后面又修改了key的值，只是单纯的使用了SET命令，没有加上过期时间的参数

2、由于是定时删除机制，可能正处于删除的过程中，未全部清理完成

Redis对于过期key的处理一般有惰性删除和定时删除两种策略

1、惰性删除：当读/写一个已经过期的key时，会触发惰性删除策略，判断key是否过期，如果过期了直接删除掉这个key

2、定时删除：由于惰性删除策略无法保证冷数据被及时删掉，所以Redis会定期(默认每100ms)主动淘汰一批已过期的key，这里的一批只是部分过期key，所以可能会出现部分key已经过期但还没有被清理掉的情况，导致内存并没有被释放

2.6、Redis Key没有设置过期时间为什么被Redis删除了

Redis Key没设置过期时间为什么被Redis主动删除了

原因：

当Redis已用内存超过maxmemory限定时，触发主动清理策略，比如maxmemory为4G，这个是可以手动配置的，删除的原因可能是删除策略使用的是LRU和LFU算法进行的处理，对所有的key进行了处理
主动清理策略在Redis 4.0之前一共实现了|6种内存淘汰策略，在4.0之后，又增加了2种策略，总共8种：
a)针对设置了过期时间的key做处理：
　　1. volatile-ttI：在筛选时，会针对设置了过期时间的键值对，根据过期时间的先后进行删除，越早过期的越先被删除。
　　2. volatile-random：就像它的名称一样，在设置了过期时间的键值对中，进行随机删除。
　　3. volatile-Iru:会使用LRU算法筛选设置了过期时间的键值对删除。
　　4. volatile-Ifu:会使用LFU算法筛选设置了过期时间的键值对删除。
b)针对所有的key做处理：
　　5. allkeys-random:从所有键值对中随机选择并删除数据。
　　6. allkeys-Iru:使用LRU算法在所有数据中进行筛选删除。
　　7. allkeys-Ifu:使用LFU算法在所有数据中进行筛选删除。
c)不处理:
　　8. noeviction:不会剔除任何数据,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",此时Redis只响应读操作。

2.7、Redis淘汰key的策略？

一共六种策略：

1、noeviction(默认策略)：对于写请求不再提供服务，直接返回错误（DEL请求和部分特殊请求除外）

2、allkeys-lru：从所有key中使用LRU算法进行淘汰（LRU算法：即最近最少使用算法）

3、volatile-lru：从设置了过期时间的key中使用LRU算法进行淘汰

4、allkeys-random：从所有key中随机淘汰数据

5、volatile-random：从设置了过期时间的key中随机淘汰

6、volatile-ttl：在设置了过期时间的key中，淘汰过期时间剩余最短的

如何获取及设置内存淘汰策略

1、获取当前内存淘汰策略：

127.0.0.1:6379> config get maxmemory-policy

可以看到当前使用的默认的noeviction策略

2、获取Redis能使用的最大内存大小

127.0.0.1:6379> config get maxmemory　　

3、设置淘汰策略

通过配置文件设置淘汰策略（修改redis.conf文件）：

maxmemory-policy allkeys-lru

通过命令修改淘汰策略：

127.0.0.1:6379> config set maxmemory-policy allkeys-lru

4、设置Redis最大占用内存大小

#设置Redis最大占用内存大小为100M
127.0.0.1:6379> config set maxmemory 100mb

2.8、删除key的命令会阻塞redis吗？

格式：DEL key [key ...]

　　删除给定的一个或多个key。

　　不存在的key会被忽略

返回值：

　　被删除key的数量

时间复杂度：

　　O(N)，N为被删除的key的数量，如果key很大几百M会阻塞

　　删除单个列表、集合、有序集合或哈希表类型的key，会发生阻塞

三、缓存

正常的缓存流程图：

1、遇到过缓存击穿吗？描述一下

现象：查询的时候一些热key失效，一瞬间大量该key的请求打到数据库上了

解决思路：

1、用久缓存；
2、分布式锁
a.单体应用—>互斥锁—>zookeeper ,redis实现。

2、遇到过缓存穿透吗？描述一下

主要是恶意用户

现象：缓存和数据库都没有的数据，一般常见于黑客攻击，比如用请求id=-1的数据，这种数据直接穿透缓存，打在数据库上，导致数据库挂掉

解决方法：

1、无意义数据放入缓存，下一次相同请求就会命中缓存；
2、IP过滤；
3、参数校验；
4、布隆过滤器；

3、如何避免缓存雪崩？

现象：大量缓存数据同时间失效，导致用户直接发起大量请求到数据库，产生瓶颈

解决思路：

1、设置缓存失效时间不要在同一时间失效

2、集群部署，将热点key放到不同的节点上去，

3、定时任务去定时刷新redis缓存，或者不设置失效时间

4、缓存如何回收的？

四、Redis集群三种方式

4.1、主从模式

4.2、哨兵模式

在主从集群之外添加3个哨兵节点组成哨兵集群，对每个Redis节点进行监听，Client通过哨兵节点访问Redis节点，如果有主节点宕机了，哨兵节点会从从节点里面选一个新的节点作为主节点，也因此会出现瞬断的情况

4.3、高可用集群模式

redis集群是一个由多个主从节点群组成的分布式服务器群，它具有复制、高可用和分片特性。Redis集群不需要sentinel哨兵·也能完成节点移除和故障转移的功能。需要将每个节点设置成集群模式，这种集群模式没有中心节点，可水平扩展，据官方文档称可以线性扩展到上万个节点(官方推荐不超过1000个节点)。redis集群的性能和高可用性均优于之前版本的哨兵模式，且集群配置非常简单

五、Redis主从

5.1、Redis的主从复制原理？

Redis Replication是一种 master-slave 模式的复制机制，这种机制使得 slave 节点可以成为与 master 节点完全相同的副本，可以采用一主多从或者级联结构。架构如下

主从复制的配置要点：

（1）配从库不配主，从库配置：slaveof 主库IP 主库端口

（2）查看redis的配置信息：info replication

主要原理和流程：

从总体上来说，Redis主从复制的策略就是：当主从服务器刚建立连接的时候，进行全量同步；全量复制结束后，进行增量复制。当然，如果有需要，slave 在任何时候都可以发起全量同步

Redis全量复制一般发生在Slave初始化阶段，这时Slave需要将Master上的所有数据都复制一份，具体步骤如下：

（1）slave服务器连接到master服务器，便开始进行数据同步，发送psync命令（Redis2.8之前是sync命令）

（2）master服务器收到psync命令之后，开始执行bgsave命令生成RDB快照文件并使用缓存区记录此后执行的所有写命令

如果master收到了多个slave并发连接请求，它只会进行一次持久化，而不是每个连接都执行一次，
然后再把这一份持久化的数据发送给多个并发连接的slave。
如果RDB复制时间超过60秒（repl-timeout），那么slave服务器就会认为复制失败，可以适当调节大这个参数

（3）master服务器bgsave执行完之后，就会向所有Slava服务器发送快照文件，并在发送期间继续在缓冲区内记录被执行的写命令

client-output-buffer-limit slave 256MB 64MB 60，如果在复制期间，内存缓冲区持续消耗超过64MB，
或者一次性超过256MB，那么停止复制，复制失败

（4）slave服务器收到RDB快照文件后，会将接收到的数据写入磁盘，然后清空所有旧数据，在从本地磁盘载入收到的快照到内存中，同时基于旧的数据版本对外提供服务。

（5）master服务器发送完RDB快照文件之后，便开始向slave服务器发送缓冲区中的写命令

（6）slave服务器完成对快照的载入，开始接收命令请求，并执行来自主服务器缓冲区的写命令；

（7）如果slave node开启了AOF，那么会立即执行BGREWRITEAOF，重写AOF

5.2、redis的主从风暴是怎么回事?

如果Redis主节点有很多从节点，在某一时刻如果所有从节点都同时连接主节点，那么主节点会同时把内存快照RDB发给多个从节点，这样会导致Redis主节点压力非常大，这就是所谓的Redis主从复制风暴问题。

这种问题我们对Redis主从架构做一些优化得以避免，比如可以做下面这个树形复制架构

5.3、简述一下主从不一致的问题？

六、Redis锁

分布式锁：在分布式集群中，对某个节点添加锁之后，其他节点无法感应到，那么如何解决呢？这个时候就要引入分步式锁，一个节点添加锁之后，所有其他节点都能访问使用

 

6.1、使用过redis锁吗？他是怎么回事？

通过setnx实现，加一些过期时间

为什么setnx可以实现？

1、setnx是原子性，依赖于setnx的原子性，维护一个键，原子性的话就可以做到互斥的效果，中间还有一些细节，上锁之后需要加一些过期时间，比如某个线程死锁了就不能拿到锁

上锁同时设置过期时间

set users 10 nx ex 12

2、setnx key value 也是设置key的值为value，不过，它会先判断key是否已经存在，如果key不存在，那么就设置key的值为value，并返回1；如果key已经存在，则不更新key的值，直接返回0