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1.什么是redis?

Redis 是一個(gè)基于內(nèi)存的高性能key-value數(shù)據(jù)庫(kù)。 

2.Reids的特點(diǎn)　　

Redis本質(zhì)上是一個(gè)Key-Value類型的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，很像memcached，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)統(tǒng)加載在內(nèi)存當(dāng)中進(jìn)行操作，定期通過(guò)異步操作把數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)flush到硬盤(pán)上進(jìn)行保存。因?yàn)槭羌儍?nèi)存操作，Redis的性能非常出色，每秒可以處理超過(guò) 10萬(wàn)次讀寫(xiě)操作，是已知性能最快的Key-Value DB。

Redis的出色之處不僅僅是性能，Redis最大的魅力是支持保存多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，此外單個(gè)value的最大限制是1GB，不像 memcached只能保存1MB的數(shù)據(jù)，因此Redis可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)很多有用的功能，比方說(shuō)用他的List來(lái)做FIFO雙向鏈表，實(shí)現(xiàn)一個(gè)輕量級(jí)的高性 能消息隊(duì)列服務(wù)，用他的Set可以做高性能的tag系統(tǒng)等等。另外Redis也可以對(duì)存入的Key-Value設(shè)置expire時(shí)間，因此也可以被當(dāng)作一 個(gè)功能加強(qiáng)版的memcached來(lái)用。

Redis的主要缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)庫(kù)容量受到物理內(nèi)存的限制，不能用作海量數(shù)據(jù)的高性能讀寫(xiě)，因此Redis適合的場(chǎng)景主要局限在較小數(shù)據(jù)量的高性能操作和運(yùn)算上。

3.使用redis有哪些好處？ 　　

   (1) 速度快，因?yàn)閿?shù)據(jù)存在內(nèi)存中，類似于HashMap，HashMap的優(yōu)勢(shì)就是查找和操作的時(shí)間復(fù)雜度都是O(1) 

   (2) 支持豐富數(shù)據(jù)類型，支持string，list，set，sorted set，hash  

1）String  
常用命令：set/get/decr/incr/mget等；  
應(yīng)用場(chǎng)景：String是最常用的一種數(shù)據(jù)類型，普通的key/value存儲(chǔ)都可以歸為此類；  
實(shí)現(xiàn)方式：String在redis內(nèi)部存儲(chǔ)默認(rèn)就是一個(gè)字符串，被redisObject所引用，當(dāng)遇到incr、decr等操作時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)成數(shù)值型進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)redisObject的encoding字段為int。  
2）Hash  
常用命令：hget/hset/hgetall等  
應(yīng)用場(chǎng)景：我們要存儲(chǔ)一個(gè)用戶信息對(duì)象數(shù)據(jù)，其中包括用戶ID、用戶姓名、年齡和生日，通過(guò)用戶ID我們希望獲取該用戶的姓名或者年齡或者生日；  
實(shí)現(xiàn)方式：Redis的Hash實(shí)際是內(nèi)部存儲(chǔ)的Value為一個(gè)HashMap，并提供了直接存取這個(gè)Map成員的接口。如圖所示，Key是用戶ID, value是一個(gè)Map。這個(gè)Map的key是成員的屬性名，value是屬性值。這樣對(duì)數(shù)據(jù)的修改和存取都可以直接通過(guò)其內(nèi)部Map的Key(Redis里稱內(nèi)部Map的key為field), 也就是通過(guò) key(用戶ID) + field(屬性標(biāo)簽) 就可以操作對(duì)應(yīng)屬性數(shù)據(jù)。當(dāng)前HashMap的實(shí)現(xiàn)有兩種方式：當(dāng)HashMap的成員比較少時(shí)Redis為了節(jié)省內(nèi)存會(huì)采用類似一維數(shù)組的方式來(lái)緊湊存儲(chǔ)，而不會(huì)采用真正的HashMap結(jié)構(gòu)，這時(shí)對(duì)應(yīng)的value的redisObject的encoding為zipmap，當(dāng)成員數(shù)量增大時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)成真正的HashMap,此時(shí)encoding為ht。 
hash  
3）List  
常用命令：lpush/rpush/lpop/rpop/lrange等；  
應(yīng)用場(chǎng)景：Redis list的應(yīng)用場(chǎng)景非常多，也是Redis最重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，比如twitter的關(guān)注列表，粉絲列表等都可以用Redis的list結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)；  
實(shí)現(xiàn)方式：Redis list的實(shí)現(xiàn)為一個(gè)雙向鏈表，即可以支持反向查找和遍歷，更方便操作，不過(guò)帶來(lái)了部分額外的內(nèi)存開(kāi)銷，Redis內(nèi)部的很多實(shí)現(xiàn)，包括發(fā)送緩沖隊(duì)列等也都是用的這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。  
4）Set  
常用命令：sadd/spop/smembers/sunion等；  
應(yīng)用場(chǎng)景：Redis set對(duì)外提供的功能與list類似是一個(gè)列表的功能，特殊之處在于set是可以自動(dòng)排重的，當(dāng)你需要存儲(chǔ)一個(gè)列表數(shù)據(jù)，又不希望出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，set是一個(gè)很好的選擇，并且set提供了判斷某個(gè)成員是否在一個(gè)set集合內(nèi)的重要接口，這個(gè)也是list所不能提供的； 
實(shí)現(xiàn)方式：set 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是一個(gè) value永遠(yuǎn)為null的HashMap，實(shí)際就是通過(guò)計(jì)算hash的方式來(lái)快速排重的，這也是set能提供判斷一個(gè)成員是否在集合內(nèi)的原因。  
5）Sorted Set   
常用命令：zadd/zrange/zrem/zcard等；  
應(yīng)用場(chǎng)景：Redis sorted set的使用場(chǎng)景與set類似，區(qū)別是set不是自動(dòng)有序的，而sorted set可以通過(guò)用戶額外提供一個(gè)優(yōu)先級(jí)(score)的參數(shù)來(lái)為成員排序，并且是插入有序的，即自動(dòng)排序。當(dāng)你需要一個(gè)有序的并且不重復(fù)的集合列表，那么可以選擇sorted set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如twitter 的public timeline可以以發(fā)表時(shí)間作為score來(lái)存儲(chǔ)，這樣獲取時(shí)就是自動(dòng)按時(shí)間排好序的。 
實(shí)現(xiàn)方式：Redis sorted set的內(nèi)部使用HashMap和跳躍表(SkipList)來(lái)保證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和有序，HashMap里放的是成員到score的映射，而跳躍表里存放的是所有的成員，排序依據(jù)是HashMap里存的score,使用跳躍表的結(jié)構(gòu)可以獲得比較高的查找效率，并且在實(shí)現(xiàn)上比較簡(jiǎn)單。 

    (3) 支持事務(wù)，操作都是原子性，所謂的原子性就是對(duì)數(shù)據(jù)的更改要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行 

   (4) 豐富的特性：可用于緩存，消息，按key設(shè)置過(guò)期時(shí)間，過(guò)期后將會(huì)自動(dòng)刪除

4.redis相比memcached有哪些優(yōu)勢(shì)？ 　　

　(1) memcached所有的值均是簡(jiǎn)單的字符串，redis作為其替代者，支持更為豐富的數(shù)據(jù)類型 

　(2) redis的速度比memcached快很多 (3) redis可以持久化其數(shù)據(jù)

5.Memcache與Redis的區(qū)別都有哪些？ 

　(1)、存儲(chǔ)方式 Memecache把數(shù)據(jù)全部存在內(nèi)存之中，斷電后會(huì)掛掉，數(shù)據(jù)不能超過(guò)內(nèi)存大小。Redis有部份存在硬盤(pán)上，這樣能保證數(shù)據(jù)的持久性。 

　(2)、數(shù)據(jù)支持類型 Memcache對(duì)數(shù)據(jù)類型支持相對(duì)簡(jiǎn)單。Redis有復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型。 

　(3)、使用底層模型不同 它們之間底層實(shí)現(xiàn)方式 以及與客戶端之間通信的應(yīng)用協(xié)議不一樣。Redis直接自己構(gòu)建了VM 機(jī)制 ，因?yàn)橐话愕南到y(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)的話，會(huì)浪費(fèi)一定的時(shí)間去移動(dòng)和請(qǐng)求。 

6.redis適用于的場(chǎng)景?

Redis最適合所有數(shù)據(jù)in-momory的場(chǎng)景，如：

（1）、會(huì)話緩存（Session Cache）

最常用的一種使用Redis的情景是會(huì)話緩存（session cache）。用Redis緩存會(huì)話比其他存儲(chǔ)（如Memcached）的優(yōu)勢(shì)在于：Redis提供持久化

（2）、全頁(yè)緩存（FPC）

除基本的會(huì)話token之外，Redis還提供很簡(jiǎn)便的FPC平臺(tái)?；氐揭恢滦詥?wèn)題，即使重啟了Redis實(shí)例，因?yàn)橛写疟P(pán)的持久化，用戶也不會(huì)看到頁(yè)面加載速度的下降，這是一個(gè)極大改進(jìn)，類似PHP本地FPC。

（3）、隊(duì)列

Reids在內(nèi)存存儲(chǔ)引擎領(lǐng)域的一大優(yōu)點(diǎn)是提供 list 和 set 操作，這使得Redis能作為一個(gè)很好的消息隊(duì)列平臺(tái)來(lái)使用。Redis作為隊(duì)列使用的操作，就類似于本地程序語(yǔ)言（如Python）對(duì) list 的 push/pop 操作。

如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”，你馬上就能找到大量的開(kāi)源項(xiàng)目，這些項(xiàng)目的目的就是利用Redis創(chuàng)建非常好的后端工具，以滿足各種隊(duì)列需求。例如，Celery有一個(gè)后臺(tái)就是使用Redis作為broker，你可以從這里去查看。

（4），排行榜/計(jì)數(shù)器

Redis在內(nèi)存中對(duì)數(shù)字進(jìn)行遞增或遞減的操作實(shí)現(xiàn)的非常好。集合（Set）和有序集合（Sorted Set）也使得我們?cè)趫?zhí)行這些操作的時(shí)候變的非常簡(jiǎn)單，Redis只是正好提供了這兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所以，我們要從排序集合中獲取到排名最靠前的10個(gè)用戶–我們稱之為“user_scores”，我們只需要像下面一樣執(zhí)行即可：

當(dāng)然，這是假定你是根據(jù)你用戶的分?jǐn)?shù)做遞增的排序。如果你想返回用戶及用戶的分?jǐn)?shù)，你需要這樣執(zhí)行：

ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

Agora Games就是一個(gè)很好的例子，用Ruby實(shí)現(xiàn)的，它的排行榜就是使用Redis來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，你可以在這里看到。

（5）、發(fā)布/訂閱

最后（但肯定不是最不重要的）是Redis的發(fā)布/訂閱功能。發(fā)布/訂閱的使用場(chǎng)景確實(shí)非常多。

7、redis的緩存失效策略和主鍵失效機(jī)制

作為緩存系統(tǒng)都要定期清理無(wú)效數(shù)據(jù)，就需要一個(gè)主鍵失效和淘汰策略.

在Redis當(dāng)中，有生存期的key被稱為volatile。在創(chuàng)建緩存時(shí)，要為給定的key設(shè)置生存期，當(dāng)key過(guò)期的時(shí)候（生存期為0），它可能會(huì)被刪除。

　1、影響生存時(shí)間的一些操作

生存時(shí)間可以通過(guò)使用 DEL 命令來(lái)刪除整個(gè) key 來(lái)移除，或者被 SET 和 GETSET 命令覆蓋原來(lái)的數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，修改key對(duì)應(yīng)的value和使用另外相同的key和value來(lái)覆蓋以后，當(dāng)前數(shù)據(jù)的生存時(shí)間不同。

比如說(shuō)，對(duì)一個(gè) key 執(zhí)行INCR命令，對(duì)一個(gè)列表進(jìn)行LPUSH命令，或者對(duì)一個(gè)哈希表執(zhí)行HSET命令，這類操作都不會(huì)修改 key 本身的生存時(shí)間。另一方面，如果使用RENAME對(duì)一個(gè) key 進(jìn)行改名，那么改名后的 key的生存時(shí)間和改名前一樣。

RENAME命令的另一種可能是，嘗試將一個(gè)帶生存時(shí)間的 key 改名成另一個(gè)帶生存時(shí)間的 another_key ，這時(shí)舊的 another_key (以及它的生存時(shí)間)會(huì)被刪除，然后舊的 key 會(huì)改名為 another_key ，因此，新的 another_key 的生存時(shí)間也和原本的 key 一樣。使用PERSIST命令可以在不刪除 key 的情況下，移除 key 的生存時(shí)間，讓 key 重新成為一個(gè)persistent key 。

　2、如何更新生存時(shí)間

可以對(duì)一個(gè)已經(jīng)帶有生存時(shí)間的 key 執(zhí)行EXPIRE命令，新指定的生存時(shí)間會(huì)取代舊的生存時(shí)間。過(guò)期時(shí)間的精度已經(jīng)被控制在1ms之內(nèi)，主鍵失效的時(shí)間復(fù)雜度是O（1），

EXPIRE和TTL命令搭配使用，TTL可以查看key的當(dāng)前生存時(shí)間。設(shè)置成功返回 1；當(dāng) key 不存在或者不能為 key 設(shè)置生存時(shí)間時(shí)，返回 0 。

最大緩存配置

在 redis 中，允許用戶設(shè)置最大使用內(nèi)存大小

server.maxmemory

默認(rèn)為0，沒(méi)有指定最大緩存，如果有新的數(shù)據(jù)添加，超過(guò)最大內(nèi)存，則會(huì)使redis崩潰，所以一定要設(shè)置。redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)集大小上升到一定大小的時(shí)候，就會(huì)實(shí)行數(shù)據(jù)淘汰策略。

redis 提供 6種數(shù)據(jù)淘汰策略：

　　． volatile-lru：從已設(shè)置過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)集（server.db[i].expires）中挑選最近最少使用的數(shù)據(jù)淘汰

　?。?volatile-ttl：從已設(shè)置過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)集（server.db[i].expires）中挑選將要過(guò)期的數(shù)據(jù)淘汰

　?。?volatile-random：從已設(shè)置過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)集（server.db[i].expires）中任意選擇數(shù)據(jù)淘汰

　?。?allkeys-lru：從數(shù)據(jù)集（server.db[i].dict）中挑選最近最少使用的數(shù)據(jù)淘汰

　?。?allkeys-random：從數(shù)據(jù)集（server.db[i].dict）中任意選擇數(shù)據(jù)淘汰

　　． no-enviction（驅(qū)逐）：禁止驅(qū)逐數(shù)據(jù)

注意這里的6種機(jī)制，volatile和allkeys規(guī)定了是對(duì)已設(shè)置過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)集淘汰數(shù)據(jù)還是從全部數(shù)據(jù)集淘汰數(shù)據(jù)，后面的lru、ttl以及random是三種不同的淘汰策略，再加上一種no-enviction永不回收的策略。

使用策略規(guī)則：

　1、如果數(shù)據(jù)呈現(xiàn)冪律分布，也就是一部分?jǐn)?shù)據(jù)訪問(wèn)頻率高，一部分?jǐn)?shù)據(jù)訪問(wèn)頻率低，則使用allkeys-lru

　2、如果數(shù)據(jù)呈現(xiàn)平等分布，也就是所有的數(shù)據(jù)訪問(wèn)頻率都相同，則使用allkeys-random

三種數(shù)據(jù)淘汰策略：

ttl和random比較容易理解，實(shí)現(xiàn)也會(huì)比較簡(jiǎn)單。主要是Lru最近最少使用淘汰策略，設(shè)計(jì)上會(huì)對(duì)key 按失效時(shí)間排序，然后取最先失效的key進(jìn)行淘汰

8.為什么redis需要把所有數(shù)據(jù)放到內(nèi)存中?

Redis為了達(dá)到最快的讀寫(xiě)速度將數(shù)據(jù)都讀到內(nèi)存中，并通過(guò)異步的方式將數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)。所以redis具有快速和數(shù)據(jù)持久化的特征。如果不將數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中，磁盤(pán)I/O速度為嚴(yán)重影響redis的性能。在內(nèi)存越來(lái)越便宜的今天，redis將會(huì)越來(lái)越受歡迎。

如果設(shè)置了最大使用的內(nèi)存，則數(shù)據(jù)已有記錄數(shù)達(dá)到內(nèi)存限值后不能繼續(xù)插入新值。

9.Redis是單進(jìn)程單線程的

redis利用隊(duì)列技術(shù)將并發(fā)訪問(wèn)變?yōu)榇性L問(wèn)，消除了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)串行控制的開(kāi)銷

10.redis的并發(fā)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題如何解決?

Redis為單進(jìn)程單線程模式，采用隊(duì)列模式將并發(fā)訪問(wèn)變?yōu)榇性L問(wèn)。Redis本身沒(méi)有鎖的概念，Redis對(duì)于多個(gè)客戶端連接并不存在競(jìng)爭(zhēng)，但是在Jedis客戶端對(duì)Redis進(jìn)行并發(fā)訪問(wèn)時(shí)會(huì)發(fā)生連接超時(shí)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤、阻塞、客戶端關(guān)閉連接等問(wèn)題，這些問(wèn)題均是

由于客戶端連接混亂造成。對(duì)此有2種解決方法：

　1.客戶端角度，為保證每個(gè)客戶端間正常有序與Redis進(jìn)行通信，對(duì)連接進(jìn)行池化，同時(shí)對(duì)客戶端讀寫(xiě)Redis操作采用內(nèi)部鎖synchronized。

　2.服務(wù)器角度，利用setnx實(shí)現(xiàn)鎖。

注：對(duì)于第一種，需要應(yīng)用程序自己處理資源的同步，可以使用的方法比較通俗，可以使用synchronized也可以使用lock；第二種需要用到Redis的setnx命令，但是需要注意一些問(wèn)題。

11、redis常見(jiàn)性能問(wèn)題和解決方案： 　　

　　1).Master寫(xiě)內(nèi)存快照，save命令調(diào)度rdbSave函數(shù)，會(huì)阻塞主線程的工作，當(dāng)快照比較大時(shí)對(duì)性能影響是非常大的，會(huì)間斷性暫停服務(wù)，所以Master最好不要寫(xiě)內(nèi)存快照。

　　2).Master AOF持久化，如果不重寫(xiě)AOF文件，這個(gè)持久化方式對(duì)性能的影響是最小的，但是AOF文件會(huì)不斷增大，AOF文件過(guò)大會(huì)影響Master重啟的恢復(fù)速度。Master最好不要做任何持久化工作，包括內(nèi)存快照和AOF日志文件，特別是不要啟用內(nèi)存快照做持久

化,如果數(shù)據(jù)比較關(guān)鍵，某個(gè)Slave開(kāi)啟AOF備份數(shù)據(jù)，策略為每秒同步一次。

　　3).Master調(diào)用BGREWRITEAOF重寫(xiě)AOF文件，AOF在重寫(xiě)的時(shí)候會(huì)占大量的CPU和內(nèi)存資源，導(dǎo)致服務(wù)load過(guò)高，出現(xiàn)短暫服務(wù)暫停現(xiàn)象。

　　4). Redis主從復(fù)制的性能問(wèn)題，為了主從復(fù)制的速度和連接的穩(wěn)定性，Slave和Master最好在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)。

12.redis事物的了解CAS(check-and-set 操作實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖 )?

和眾多其它數(shù)據(jù)庫(kù)一樣，Redis作為NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)也同樣提供了事務(wù)機(jī)制。在Redis中，MULTI/EXEC/DISCARD/WATCH這四個(gè)命令是我們實(shí)現(xiàn)事務(wù)的基石。相信對(duì)有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)者而言這一概念并不陌生，即便如此，我們還是會(huì)簡(jiǎn)要的列出

Redis中

事務(wù)的實(shí)現(xiàn)特征：

　　1). 在事務(wù)中的所有命令都將會(huì)被串行化的順序執(zhí)行，事務(wù)執(zhí)行期間，Redis不會(huì)再為其它客戶端的請(qǐng)求提供任何服務(wù)，從而保證了事物中的所有命令被原子的執(zhí)行。

　　2). 和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的事務(wù)相比，在Redis事務(wù)中如果有某一條命令執(zhí)行失敗，其后的命令仍然會(huì)被繼續(xù)執(zhí)行。

　　3). 我們可以通過(guò)MULTI命令開(kāi)啟一個(gè)事務(wù)，有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的人可以將其理解為"BEGIN TRANSACTION"語(yǔ)句。在該語(yǔ)句之后執(zhí)行的命令都將被視為事務(wù)之內(nèi)的操作，最后我們可以通過(guò)執(zhí)行EXEC/DISCARD命令來(lái)提交/回滾該事務(wù)內(nèi)的所有操作。這兩個(gè)Redis命令可被視為等同于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的COMMIT/ROLLBACK語(yǔ)句。

　　4). 在事務(wù)開(kāi)啟之前，如果客戶端與服務(wù)器之間出現(xiàn)通訊故障并導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)，其后所有待執(zhí)行的語(yǔ)句都將不會(huì)被服務(wù)器執(zhí)行。然而如果網(wǎng)絡(luò)中斷事件是發(fā)生在客戶端執(zhí)行EXEC命令之后，那么該事務(wù)中的所有命令都會(huì)被服務(wù)器執(zhí)行。

　　5). 當(dāng)使用Append-Only模式時(shí)，Redis會(huì)通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)write將該事務(wù)內(nèi)的所有寫(xiě)操作在本次調(diào)用中全部寫(xiě)入磁盤(pán)。然而如果在寫(xiě)入的過(guò)程中出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰，如電源故障導(dǎo)致的宕機(jī)，那么此時(shí)也許只有部分?jǐn)?shù)據(jù)被寫(xiě)入到磁盤(pán)，而另外一部分?jǐn)?shù)據(jù)卻已經(jīng)丟失。Redis服務(wù)器會(huì)在重新啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行一系列必要的一致性檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)類似問(wèn)題，就會(huì)立即退出并給出相應(yīng)的錯(cuò)誤提示。此時(shí)，我們就要充分利用Redis工具包中提供的redis-check-aof工具，該工具可以幫助我們定位到數(shù)據(jù)不一致的錯(cuò)誤，并將已經(jīng)寫(xiě)入的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行回滾。修復(fù)之后我們就可以再次重新啟動(dòng)Redis服務(wù)器了。

13.WATCH命令和基于CAS的樂(lè)觀鎖?

在Redis的事務(wù)中，WATCH命令可用于提供CAS(check-and-set)功能。假設(shè)我們通過(guò)WATCH命令在事務(wù)執(zhí)行之前監(jiān)控了多個(gè)Keys，倘若在WATCH之后有任何Key的值發(fā)生了變化，EXEC命令執(zhí)行的事務(wù)都將被放棄，同時(shí)返回Null multi-bulk應(yīng)答以通知調(diào)用者事務(wù)

執(zhí)行失敗。例如，我們?cè)俅渭僭O(shè)Redis中并未提供incr命令來(lái)完成鍵值的原子性遞增，如果要實(shí)現(xiàn)該功能，我們只能自行編寫(xiě)相應(yīng)的代碼。其偽碼如下：

val = GET mykey

val = val + 1

SET mykey $val

以上代碼只有在單連接的情況下才可以保證執(zhí)行結(jié)果是正確的，因?yàn)槿绻谕粫r(shí)刻有多個(gè)客戶端在同時(shí)執(zhí)行該段代碼，那么就會(huì)出現(xiàn)多線程程序中經(jīng)常出現(xiàn)的一種錯(cuò)誤場(chǎng)景--競(jìng)態(tài)爭(zhēng)用(race condition)。比如，客戶端A和B都在同一時(shí)刻讀取了mykey的原有值，假設(shè)該值為10，此后兩個(gè)客戶端又均將該值加一后set回Redis服務(wù)器，這樣就會(huì)導(dǎo)致mykey的結(jié)果為11，而不是我們認(rèn)為的12。為了解決類似的問(wèn)題，我們需要借助WATCH命令的幫助，見(jiàn)如下代碼：

WATCH mykey

val = GET mykey

val = val + 1

MULTI

SET mykey $val

EXEC

和此前代碼不同的是，新代碼在獲取mykey的值之前先通過(guò)WATCH命令監(jiān)控了該鍵，此后又將set命令包圍在事務(wù)中，這樣就可以有效的保證每個(gè)連接在執(zhí)行EXEC之前，如果當(dāng)前連接獲取的mykey的值被其它連接的客戶端修改，那么當(dāng)前連接的EXEC命令將執(zhí)行失敗。這樣調(diào)用者在判斷返回值后就可以獲悉val是否被重新設(shè)置成功。

14.使用過(guò)Redis分布式鎖么，它是什么回事？

先拿setnx來(lái)爭(zhēng)搶鎖，搶到之后，再用expire給鎖加一個(gè)過(guò)期時(shí)間防止鎖忘記了釋放。

這時(shí)候?qū)Ψ綍?huì)告訴你說(shuō)你回答得不錯(cuò)，然后接著問(wèn)如果在setnx之后執(zhí)行expire之前進(jìn)程意外crash或者要重啟維護(hù)了，那會(huì)怎么樣？

這時(shí)候你要給予驚訝的反饋：唉，是喔，這個(gè)鎖就永遠(yuǎn)得不到釋放了。緊接著你需要抓一抓自己得腦袋，故作思考片刻，好像接下來(lái)的結(jié)果是你主動(dòng)思考出來(lái)的，然后回答：我記得set指令有非常復(fù)雜的參數(shù)，這個(gè)應(yīng)該是可以同時(shí)把setnx和expire合成一條指令來(lái)用的！對(duì)方這時(shí)會(huì)顯露笑容，心里開(kāi)始默念：摁，這小子還不錯(cuò)。

15.假如Redis里面有1億個(gè)key，其中有10w個(gè)key是以某個(gè)固定的已知的前綴開(kāi)頭的，如果將它們?nèi)空页鰜?lái)？

使用keys指令可以掃出指定模式的key列表。

對(duì)方接著追問(wèn)：如果這個(gè)redis正在給線上的業(yè)務(wù)提供服務(wù)，那使用keys指令會(huì)有什么問(wèn)題？

這個(gè)時(shí)候你要回答redis關(guān)鍵的一個(gè)特性：redis的單線程的。keys指令會(huì)導(dǎo)致線程阻塞一段時(shí)間，線上服務(wù)會(huì)停頓，直到指令執(zhí)行完畢，服務(wù)才能恢復(fù)。這個(gè)時(shí)候可以使用scan指令，scan指令可以無(wú)阻塞的提取出指定模式的key列表，但是會(huì)有一定的重復(fù)概率，在客戶端做一次去重就可以了，但是整體所花費(fèi)的時(shí)間會(huì)比直接用keys指令長(zhǎng)。

16.使用過(guò)Redis做異步隊(duì)列么，你是怎么用的？

一般使用list結(jié)構(gòu)作為隊(duì)列，rpush生產(chǎn)消息，lpop消費(fèi)消息。當(dāng)lpop沒(méi)有消息的時(shí)候，要適當(dāng)sleep一會(huì)再重試。

如果對(duì)方追問(wèn)可不可以不用sleep呢？list還有個(gè)指令叫blpop，在沒(méi)有消息的時(shí)候，它會(huì)阻塞住直到消息到來(lái)。

如果對(duì)方追問(wèn)能不能生產(chǎn)一次消費(fèi)多次呢？使用pub/sub主題訂閱者模式，可以實(shí)現(xiàn)1:N的消息隊(duì)列。

如果對(duì)方追問(wèn)pub/sub有什么缺點(diǎn)？在消費(fèi)者下線的情況下，生產(chǎn)的消息會(huì)丟失，得使用專業(yè)的消息隊(duì)列如rabbitmq等。

如果對(duì)方追問(wèn)redis如何實(shí)現(xiàn)延時(shí)隊(duì)列？我估計(jì)現(xiàn)在你很想把面試官一棒打死如果你手上有一根棒球棍的話，怎么問(wèn)的這么詳細(xì)。但是你很克制，然后神態(tài)自若的回答道：使用sortedset，拿時(shí)間戳作為score，消息內(nèi)容作為key調(diào)用zadd來(lái)生產(chǎn)消息，消費(fèi)者用zrangebyscore指令獲取N秒之前的數(shù)據(jù)輪詢進(jìn)行處理。

到這里，面試官暗地里已經(jīng)對(duì)你豎起了大拇指。但是他不知道的是此刻你卻豎起了中指，在椅子背后。

17.如果有大量的key需要設(shè)置同一時(shí)間過(guò)期，一般需要注意什么？

如果大量的key過(guò)期時(shí)間設(shè)置的過(guò)于集中，到過(guò)期的那個(gè)時(shí)間點(diǎn)，redis可能會(huì)出現(xiàn)短暫的卡頓現(xiàn)象。一般需要在時(shí)間上加一個(gè)隨機(jī)值，使得過(guò)期時(shí)間分散一些。

18.Redis如何做持久化的？

bgsave做鏡像全量持久化，aof做增量持久化。因?yàn)閎gsave會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，不夠?qū)崟r(shí)，在停機(jī)的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致大量丟失數(shù)據(jù)，所以需要aof來(lái)配合使用。在redis實(shí)例重啟時(shí)，會(huì)使用bgsave持久化文件重新構(gòu)建內(nèi)存，再使用aof重放近期的操作指令來(lái)實(shí)現(xiàn)完整恢復(fù)重啟之前的狀態(tài)。

對(duì)方追問(wèn)那如果突然機(jī)器掉電會(huì)怎樣？取決于aof日志sync屬性的配置，如果不要求性能，在每條寫(xiě)指令時(shí)都sync一下磁盤(pán)，就不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。但是在高性能的要求下每次都sync是不現(xiàn)實(shí)的，一般都使用定時(shí)sync，比如1s1次，這個(gè)時(shí)候最多就會(huì)丟失1s的數(shù)據(jù)。

對(duì)方追問(wèn)bgsave的原理是什么？你給出兩個(gè)詞匯就可以了，fork和cow。fork是指redis通過(guò)創(chuàng)建子進(jìn)程來(lái)進(jìn)行bgsave操作，cow指的是copy on write，子進(jìn)程創(chuàng)建后，父子進(jìn)程共享數(shù)據(jù)段，父進(jìn)程繼續(xù)提供讀寫(xiě)服務(wù)，寫(xiě)臟的頁(yè)面數(shù)據(jù)會(huì)逐漸和子進(jìn)程分離開(kāi)來(lái)。

19.Pipeline有什么好處，為什么要用pipeline？

可以將多次IO往返的時(shí)間縮減為一次，前提是pipeline執(zhí)行的指令之間沒(méi)有因果相關(guān)性。使用redis-benchmark進(jìn)行壓測(cè)的時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)影響redis的QPS峰值的一個(gè)重要因素是pipeline批次指令的數(shù)目。

20.Redis的同步機(jī)制了解么？

Redis可以使用主從同步，從從同步。第一次同步時(shí)，主節(jié)點(diǎn)做一次bgsave，并同時(shí)將后續(xù)修改操作記錄到內(nèi)存buffer，待完成后將rdb文件全量同步到復(fù)制節(jié)點(diǎn)，復(fù)制節(jié)點(diǎn)接受完成后將rdb鏡像加載到內(nèi)存。加載完成后，再通知主節(jié)點(diǎn)將期間修改的操作記錄同步到復(fù)制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重放就完成了同步過(guò)程。

21.是否使用過(guò)Redis集群，集群的原理是什么？

Redis Sentinal著眼于高可用，在master宕機(jī)時(shí)會(huì)自動(dòng)將slave提升為master，繼續(xù)提供服務(wù)。

Redis Cluster著眼于擴(kuò)展性，在單個(gè)redis內(nèi)存不足時(shí)，使用Cluster進(jìn)行分片存儲(chǔ)。