1 Redis是什么？

• Redis的全拼是Remote Dictionary Server，即远程字典服务

• Redis用ANSI C语言编写，完全免费且源代码公开

• Redis是一种键值对形式的数据库，而非象MySQL或Oracle这样的关系型数据库

• Redis是一个内存型数据库，但也可以借助日志被持久化

• Redis提供多种编程语言的API

2 Redis有哪些适用和不适用的应用场景？

• Redis适用于：

  • 缓存：在Redis中缓存查询结果，减轻MySQL的压力，提高系统性能

  • 排行榜：Redis提供SortSet，即有序集合

  • 用于统计在线人数、访问量、播放量等数据的，计数器或限速器：Redis提供原子化的自增操作

  • 好友关系：Redis提供交、并、差等集合操作，便于实现找到共同好友，发现共同爱好之类的功能

  • 消息队列：Redis提供订阅发布模式

  • Session：将Session保存在Redis中，无论用户从哪台服务器登录，都能访问Session中的登录信息

• Redis不适用于：

  • 数据访问频率很低：访问频率很低数据不必放在Redis里，浪费宝贵的内存资源

  • 数据量很大：数据量太大会增加成本

3 Redis都有哪些常见功能？

• 缓存从数据查询出的数据

• 支持订阅发布的消息队列

• 实现分布式锁

• 实现数据持久化

• 实现事务机制

4 Redis都支持哪些数据类型？

• 字符串：一般情况下，键都是字符串类型，任何形式的值，无论它是XML、JSON、数值、图片，甚或音视频等，都可以被处理为字符串

• 散列表：不存放键本身，而是将值保存在以键的哈希值作为下标的散列表中，不适合做复杂查询

• 列表：列表可用于实现缓存或队列，天然满足生产者——消费者模式对同步性的要求

• 集合：集合中的元素是唯一且无序的，可对单个集合执行增删改查，也可对多个集合求交并补

• 有序集合：有序集合中的元素是唯一且有序的，元素的顺序取决于人为设置的分值

5 Redis为何如此之快？

• 数据都存放在内存中，却大部分操作都在内存中完成

• 数据结构简单，对数据的操作也简单

• 只有一个线程，避免了因上下文切换导致的系统开销，也不存在多线程场景下的竞态和锁问题

• 借助多路I/O复用模型和非阻塞I/O，解决多用户问题

6 什么是缓存穿透？如何解决？

• 假设要查询一个数据，缓存中没有，然后查询数据库，数据库中也没有。下次再查这个数据，还是先查缓存再查数据库。对于这种数据库中不存在的数据，每次都要查数据库，缓存并没有起到拦截作用，这就叫缓存穿透

• 为了避免缓存穿透，可以在查询数据库失败后，于缓存中用一个特殊的标记标识出该键的值不存在。以后在缓存中获知该值不存在，就不必再查询数据库了。这种不存在的值在缓存中的过期时间可以设得短一些，一方面及时释放键值对占用的内存空间，另一方面降低了缓存与存储发生不一致的风险

• 另一种方法是设置一个布隆过滤器，所有存在的数据都被哈希到布隆过滤器中，而不存在的数据则会被布隆过滤器拦截，从而减轻了数据库的查询压力

7 什么是缓存雪崩？如何解决？

• 缓存中的数据在一小段时间内集中过期失效，导致短时间内的大量查询请求被提交给数据库，这就叫缓存雪崩

• 避免缓存雪崩的方法有下面几种：

  • 缓存失效后，通过加锁或排队，限制访问数据库的线程数

  • 在缓存数据的同时，为过期时间附加一个随机因数，避免同时过期失效

  • 在数据失效前手动重加载缓存，同时设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀分布

  • 一个过期时间较短的原始缓存，一个过期时间较长的拷贝缓存，原始缓存失效时可从拷贝缓存中读取

8 如何保证缓存中数据和数据库中数据的一致性？

• 只要设置了合理的过期时间，就可以令缓存中的数据与数据库中的数据保持一致。因为只要缓存中的数据过期了，就会被删除，迫使下次读取该数据时，必须查询数据库同时写入缓存，二者自然一致

• 在一个缓存中的数据过期前，其在数据库中的副本被更改了，这时二者会存在短暂的不一致

• 在对数据库执行增删改操作的事务中，加入同步更新缓存的操作，保证二者在任何时候都是一致的

9 Redis共有几种数据持久化方式？

• RDB：按照一定的周期策略，将内存中的数据，以快照的形式，保存到磁盘上的二进制文件中

• AOF：每收到一条执行写操作的命令，即将该命令追加到文件末尾，执行该文件中的命令，即可重建数据库

• 两种持久化方式的对比

  • AOF比RDB的实时性更好，数据更加安全，通常作为首选方案

  • RDB比AOF的性能更优越，但安全性略差，通常作为备用方案

10 Redis如何实现分布式锁？

• Redis工作在单线程模式下，通过队列将并发访问变成串行访问

• 同时访问Redis服务器的多个客户机，并不存在竞争关系

• Redis使用setnx命令实现分布式锁

• 一个分布式锁在任一时间只能被一个进程占有，直至其被del命令释放，才能被其它等待锁的进程占有

11 Redis都有哪些淘汰策略？

• 作为内存数据库，当内存空间不足时，为了保证命中率，Redis会因循一套可配置的淘汰策略，淘汰一些数据

  • no-enviction：不淘汰任何数据，默认策略

  • volatile-lru：淘汰最近最少使用的，已设置过期时间的数据

  • volatile-ttl：淘汰即将过期的，已设置过期时间的数据

  • volatile-random：淘汰随机选择的，已设置过期时间的数据

  • allkeys-lru：淘汰最近最少使⽤的数据

  • allkeys-random：淘汰随机选择的数据

12 Redis都有哪些性能问题？如何解决？

• 主服务器不做持久化，从服务器以RDB方式备份，每秒一次

• 主从服务器最好位于同一个局域网内，以保证主从复制的速度和稳定性

• 主从服务器的拓扑结构不要呈图状，单向链表结构为宜，如：主服务器$\leftarrow$$\leftarrow$从服务器1$\leftarrow$$\leftarrow$从服务器2$\leftarrow$$\leftarrow$从服务器3$\leftarrow \cdots$$\leftarrow\cdots$