Redis面试题

Redis特性

数据类型丰富；支持数据磁盘持久化；支持主从同步；支持分片

Redis为什么这么快

完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，执行效率高

数据结构简单，对数据操作也简单

采用单线程，单线程也能处理高并发请求，想多核也可启动多实例

使用多路I/O复用模型，非阻塞IO

从海量的key中查询出某一固定前缀的key？

首先摸清数据规模

使用keys指令，可能会造成当前服务阻塞

使用scan 0 match k1* count 10，从下标0开始获取k1前缀开头的key，获取10条数据，返回结果集包含到达的下标，以及返回的key结果集

基于游标的迭代器，需要基于上一次的游标延续之前的迭代过程

以0作为游标开始一次新的迭代，直到命令返回游标0完成一次遍历

不保证每次执行都返回某个给定数量的元素，支持模糊查询

一次返回的数量不可控，只能是大概率符合count参数

如何通过Redis实现分布式锁？

分布式锁需要解决的问题？

互斥性：任何时候只能被一个客户端拥有

安全性：只能由被占用的客户端删除

死锁：获取锁的客户端因为某些原因宕机，而未能释放锁。其他客户端不能再获取锁，而导致死锁

容错：当redis节点出现错误或者宕机，客户端依然能获取锁和释放锁【在redis集群中，假设当前访问的redis节点宕机，则客户端先进行解锁操作，向所有的redis节点发送解锁命令，然后重新获取锁，完成业务操作】

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

EX second:设置键的过期时间为second秒

PX millisecond:设置键的过期时间为millisecond毫秒

NX:只在键不存在时，才对键进行设置操作

XX:只在键已经存在时，对键进行设置操作

SET操作成功完成时，返回OK，否则返回nil

首先通过set key value ex nx设置，只有键不存在时，对key进行操作。如果不存在，则进行加锁操作，value是访问客户端的ID，设置超时时间防止死锁；如果存在则判断value值是否一致，如果不一致则获取key的有效时间，继续等待，每隔一段时间进行访问，直到获取成功；如果存在则重复获取锁，并且记录获取锁的次数，释放锁的时候，需要判断是否是同一个客服端ID，并且只有当获取锁的次数为0时，才可以删除锁，防止外层业务没有锁，导致安全问题

大量的key同时过期的注意事项

集中过期，由于清除大量的key很耗时，会出现短暂的卡顿现象

解决方案：在设置key的过期时间的时候，给每个时间加上随机值

如何使用redis做异步队列

1. 使用List作为队列，RPUSH生产消息，LPOP消费消息

缺点：不会等待队列里有值才去消费

弥补：可以通过在应用层引入sleep机制去调用LPOP重试

2. BLPOP key timeout:阻塞直到队列有消息或者超时

缺点:只能供一个消费者消费

3. pub/sub：主体订阅者模式

发布者(pub)发送消息，订阅者(sub)接收消息

订阅者可以订阅任意数量的频道

缺点：消息的发布是无状态的，无法保证送达

Redis如何实现持久化

AOF持久化（保存写状态）:

记录下除查询以外的所有变更数据库状态的指令

以append的形式追加保存到AOF文件中【增量】

将Reids的操作日志以追加的方式写入文件

日志重写解决AOF文件大小不断增大的问题，原理如下：

随着AOF文件越来越大，里面会有大部分是重复命令或者可以合并的命令

重写的好处：减少AOF日志尺寸，减少内存占用，加快数据库恢复时间

A. 调用fork()创建一个子进程

B. 子进程把新的AOF写到一个临时文件里，不依赖原来的AOF文件

C. 主进程持续将新的变动同时写到内存和原来的AOF里

D. 主进程获取子进程重写AOF的完成信号，往新的AOF同步增量变动

E. 使用新的AOF文件替换掉旧的AOF文件

redis首先fork()去产生一个子进程，子进程把新的AOF文件写到一个临时文件里，新的AOF的重写是直接把当前内存的数据生成对应命令，并不需要读取老的AOF文件进行分析或者进行命令的合并。主进程持续把新的变动写到内存里的buffer，同时也会把这些新的变动写到旧的AOF里面，这样即使重写失败也能保证数据的安全。当子进程完成文件的重写之后，主进程会获得一个信号，然后把内存里的buffer追加到子进程生成的新的AOF文件里。之后用新的AOF文件替换掉原先的AOF文件，这样就完成了一次日志重写的整个过程

子进程在做AOF重写时，会通过管道从父进程读取增量数据并缓存下来，在以RDB格式保存全量数据时，也会从管道读取数据，同时不会造成管道的阻塞。也就是说AOF文件的前半段是RDB格式的全量数据，而后半段是redis命令格式的增量数据。

RDB持久化:在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，实际操作过程是fork一个子进程，先将数据集写入临时文件，写入成功后，再替换之前的文件，用二进制压缩