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互聯網公司面試必問的Redis題目

來自:codewill(微信號:codelynn)

Redis是一個非常火的非關係型資料庫,火到什麼程度呢?只要是一個互聯網公司都會使用到。Redis相關的問題可以說是面試必問的,下麵我從個人當面試官的經驗,總結幾個必須要掌握的知識點。(知識點較多,我整理了個思維導圖,後臺回覆redis,發送給你)


介紹:Redis 是一個開源的使用 ANSI C 語言編寫、遵守 BSD 協議、支持網絡、可基於記憶體亦可持久化的日誌型、Key-Value 資料庫,並提供多種語言的 API的非關係型資料庫。

傳統資料庫遵循 ACID 規則。而 Nosql(Not Only SQL 的縮寫,是對不同於傳統的關係型資料庫的資料庫管理系統的統稱) 一般為分佈式而分佈式一般遵循 CAP 定理。

Github 原始碼:https://github.com/antirez/redis

Redis 官網:https://redis.io/

01

Redis支持的資料型別?

String字串:

格式: set key value

string型別是二進制安全的。意思是redis的string可以包含任何資料。比如jpg圖片或者序列化的物件 。

string型別是Redis最基本的資料型別,一個鍵最大能儲存512MB。


Hash(哈希)

格式: hmset name  key1 value1 key2 value2

Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。

Redis hash是一個string型別的field和value的映射表,hash特別適合用於儲存物件。


List(串列)

Redis 串列是簡單的字串串列,按照插入順序排序。你可以添加一個元素到串列的頭部(左邊)或者尾部(右邊)

格式: lpush  name  value

在 key 對應 list 的頭部添加字串元素

格式: rpush  name  value

在 key 對應 list 的尾部添加字串元素

格式: lrem name  index

key 對應 list 中刪除 count 個和 value 相同的元素

格式: llen name  

傳回 key 對應 list 的長度


Set(集合)

格式: sadd  name  value

Redis的Set是string型別的無序集合。

集合是通過哈希表實現的,所以添加,刪除,查找的複雜度都是O(1)。

 

zset(sorted set:有序集合)

格式: zadd  name score value

Redis zset 和 set 一樣也是string型別元素的集合,且不允許重覆的成員。

不同的是每個元素都會關聯一個double型別的分數。redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序。

zset的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重覆。

02

什麼是Redis持久化?Redis有哪幾種持久化方式?優缺點是什麼?


持久化就是把記憶體的資料寫到磁盤中去,防止服務宕機了記憶體資料丟失。

Redis 提供了兩種持久化方式:RDB(預設) 和AOF 

RDB:

rdb是Redis DataBase縮寫

功能核心函式rdbSave(生成RDB檔案)和rdbLoad(從檔案加載記憶體)兩個函式

AOF:

Aof是Append-only file縮寫

每當執行服務器(定時)任務或者函式時flushAppendOnlyFile 函式都會被呼叫, 這個函式執行以下兩個工作

aof寫入儲存:

WRITE:根據條件,將 aof_buf 中的快取寫入到 AOF 檔案

SAVE:根據條件,呼叫 fsync 或 fdatasync 函式,將 AOF 檔案儲存到磁盤中。

儲存結構:

  內容是redis通訊協議(RESP )格式的命令文本儲存。

比較

1、aof檔案比rdb更新頻率高,優先使用aof還原資料。

2、aof比rdb更安全也更大

3、rdb性能比aof好

4、如果兩個都配了優先加載AOF

03

剛剛上面你有提到redis通訊協議(RESP ),能解釋下什麼是RESP?有什麼特點?(可以看到很多面試其實都是連環炮,面試官其實在等著你回答到這個點,如果你答上了對你的評價就又加了一分)

RESP 是redis客戶端和服務端之前使用的一種通訊協議;

RESP 的特點:實現簡單、快速解析、可讀性好

For Simple Strings the first byte of the reply is “+” 回覆

For Errors the first byte of the reply is “-” 錯誤

For Integers the first byte of the reply is “:” 整數

For Bulk Strings the first byte of the reply is “$” 字串

For Arrays the first byte of the reply is “*” 陣列


04

Redis 有哪些架構樣式?講講各自的特點

單機版

特點:簡單

問題:

1、記憶體容量有限 2、處理能力有限 3、無法高可用。

主從複製

Redis 的複製(replication)功能允許用戶根據一個 Redis 服務器來創建任意多個該服務器的複製品,其中被覆制的服務器為主服務器(master),而通過複製創建出來的服務器複製品則為從服務器(slave)。 只要主從服務器之間的網絡連接正常,主從服務器兩者會具有相同的資料,主服務器就會一直將發生在自己身上的資料更新同步 給從服務器,從而一直保證主從服務器的資料相同。

特點:

1、master/slave 角色

2、master/slave 資料相同

3、降低 master 讀壓力在轉交從庫

問題:

無法保證高可用

沒有解決 master 寫的壓力

哨兵

Redis sentinel 是一個分佈式系統中監控 redis 主從服務器,併在主服務器下線時自動進行故障轉移。其中三個特性:

監控(Monitoring):    Sentinel  會不斷地檢查你的主服務器和從服務器是否運作正常。

提醒(Notification): 當被監控的某個 Redis 服務器出現問題時, Sentinel 可以通過 API 向管理員或者其他應用程式發送通知。

自動故障遷移(Automatic failover): 當一個主服務器不能正常工作時, Sentinel 會開始一次自動故障遷移操作。

特點:

1、保證高可用

2、監控各個節點

3、自動故障遷移

缺點:主從樣式,切換需要時間丟資料

沒有解決 master 寫的壓力

集群(proxy 型):

Twemproxy 是一個 Twitter 開源的一個 redis 和 memcache 快速/輕量級代理服務器; Twemproxy 是一個快速的單執行緒代理程式,支持 Memcached ASCII 協議和 redis 協議。

特點:1、多種 hash 演算法:MD5、CRC16、CRC32、CRC32a、hsieh、murmur、Jenkins 

2、支持失敗節點自動刪除

3、後端 Sharding 分片邏輯對業務透明,業務方的讀寫方式和操作單個 Redis 一致

缺點:增加了新的 proxy,需要維護其高可用。

 

failover 邏輯需要自己實現,其本身不能支持故障的自動轉移可擴展性差,進行擴縮容都需要手動干預

集群(直連型):

從redis 3.0之後版本支持redis-cluster集群,Redis-Cluster採用無中心結構,每個節點儲存資料和整個集群狀態,每個節點都和其他所有節點連接。

特點:

1、無中心架構(不存在哪個節點影響性能瓶頸),少了 proxy 層。

2、資料按照 slot 儲存分佈在多個節點,節點間資料共享,可動態調整資料分佈。

3、可擴展性,可線性擴展到 1000 個節點,節點可動態添加或刪除。

4、高可用性,部分節點不可用時,集群仍可用。通過增加 Slave 做備份資料副本

5、實現故障自動 failover,節點之間通過 gossip 協議交換狀態信息,用投票機制完成 Slave到 Master 的角色提升。

缺點:

1、資源隔離性較差,容易出現相互影響的情況。

2、資料通過異步複製,不保證資料的強一致性

05

什麼是一致性哈希演算法?什麼是哈希槽?

這兩個問題篇幅過長 網上找了兩個解鎖的不錯的文章

https://www.cnblogs.com/lpfuture/p/5796398.html

https://blog.csdn.net/z15732621582/article/details/79121213

06

Redis是基於CAP理論的,什麼是CAP理論?

可以參考我的上一篇文章。

如果有人問你CAP理論是什麼,就把這篇文章發給他。






07

Redis常用命令?

Keys pattern

*表示區配所有

以bit開頭的

查看Exists  key是否存在

Set

設置 key 對應的值為 string 型別的 value。

setnx

設置 key 對應的值為 string 型別的 value。如果 key 已經存在,傳回 0,nx 是 not exist 的意思。

刪除某個key

第一次傳回1 刪除了 第二次傳回0

Expire 設置過期時間(單位秒)

TTL查看剩下多少時間

傳回負數則key失效,key不存在了

Setex

設置 key 對應的值為 string 型別的 value,並指定此鍵值對應的有效期。

Mset

一次設置多個 key 的值,成功傳回 ok 表示所有的值都設置了,失敗傳回 0 表示沒有任何值被設置。

Getset

設置 key 的值,並傳回 key 的舊值。

Mget

一次獲取多個 key 的值,如果對應 key 不存在,則對應傳回 nil。

Incr

對 key 的值做加加操作,並傳回新的值。註意 incr 一個不是 int 的 value 會傳回錯誤,incr 一個不存在的 key,則設置 key 為 1

incrby

同 incr 類似,加指定值 ,key 不存在時候會設置 key,並認為原來的 value 是 0

Decr

對 key 的值做的是減減操作,decr 一個不存在 key,則設置 key 為-1

Decrby

同 decr,減指定值。

Append

給指定 key 的字串值追加 value,傳回新字串值的長度。

Strlen

取指定 key 的 value 值的長度。

persist xxx(取消過期時間)

選擇資料庫(0-15庫)

Select 0 //選擇資料庫

move age 1//把age 移動到1庫

Randomkey隨機傳回一個key

Rename重命名

Type 傳回資料型別

08

使用過Redis分佈式鎖麽,它是怎麼實現的?

先拿setnx來爭搶鎖,搶到之後,再用expire給鎖加一個過期時間防止鎖忘記了釋放。

如果在setnx之後執行expire之前行程意外crash或者要重啟維護了,那會怎麼樣?

set指令有非常複雜的引數,這個應該是可以同時把setnx和expire合成一條指令來用的!

09

使用過Redis做異步佇列麽,你是怎麼用的?有什麼缺點?

一般使用list結構作為佇列,rpush生產訊息,lpop消費訊息。當lpop沒有訊息的時候,要適當sleep一會再重試。

缺點:

在消費者下線的情況下,生產的訊息會丟失,得使用專業的訊息佇列如rabbitmq等。

能不能生產一次消費多次呢?

使用pub/sub主題訂閱者樣式,可以實現1:N的訊息佇列。

10

什麼是快取穿透?如何避免?什麼是快取雪崩?何如避免?

快取穿透

一般的快取系統,都是按照key去快取查詢,如果不存在對應的value,就應該去後端系統查找(比如DB)。一些惡意的請求會故意查詢不存在的key,請求量很大,就會對後端系統造成很大的壓力。這就叫做快取穿透。

如何避免?

1:對查詢結果為空的情況也進行快取,快取時間設置短一點,或者該key對應的資料insert了之後清理快取。

2:對一定不存在的key進行過濾。可以把所有的可能存在的key放到一個大的Bitmap中,查詢時通過該bitmap過濾。

快取雪崩

當快取服務器重啟或者大量快取集中在某一個時間段失效,這樣在失效的時候,會給後端系統帶來很大壓力。導致系統崩潰。

如何避免?

1:在快取失效後,通過加鎖或者佇列來控制讀資料庫寫快取的執行緒數量。比如對某個key只允許一個執行緒查詢資料和寫快取,其他執行緒等待。

2:做二級快取,A1為原始快取,A2為拷貝快取,A1失效時,可以訪問A2,A1快取失效時間設置為短期,A2設置為長期

3:不同的key,設置不同的過期時間,讓快取失效的時間點儘量均勻。





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