2022年Redis最新面試題 - Redis基礎知識
最近整理一份關於Redis常見面試題的，也會根據自己的經驗， 標註一些出現的概率，最高5顆★出現的概率最高。比如這樣:
Redis 最適合的場景, 可以簡單的說說嗎?
出現概率: ★★★★
目錄
-
一、Redis基礎知識
- 1、什麼是 Redis, 有哪些優缺點?
- 2、Redis 最適合的場景, 可以簡單的說說嗎?
- 3、Redis 相比 Memcached 有哪些優勢？
- 4、一個字串型別的值能儲存最大容量是多少？
- 5、Redis 讀寫分離
-
二、資料結構
- 1、Redis的資料型別有哪些?
- 2、說說 Redis 雜湊槽的概念？
- 3、Hash如何實現O(1)的查詢和設定速度, 以及擴容原理
- 4、布隆過濾器
-
三、事務
- 1、怎麼理解 Redis 事務？
- 2、Redis事務執行過程
- 3、Redis事務的一些使用場景
- 4、Redis事務與Redis pipeline的區別
- 5、叢集模式下Redis事務如何保證原子性
-
四、Redis資料持久化
- 1、為什麼 Redis 需要把所有資料放到記憶體中？
- 2、Redis如何做持久化的？
- 3、Redis key 的過期時間和永久有效分別怎麼設定？
-
五、Redis叢集
- 1、Redis 是單程序單執行緒的？
- 2、是否使用過 Redis 叢集，叢集的原理是什麼？
- 3、可以簡單說說你對Redis Sentinel的理解
- 4、Redis Sentinal和Redis Cluster的區別
- 5、Redis 的同步機制瞭解麼？
- 6、Redis 叢集最大節點個數是多少？
-
六、Redis淘汰策略
- 1、Redis過期鍵的刪除策略？
- 2、你可以簡單聊聊Redis記憶體淘汰機制(回收策略)
-
七、Redis分散式鎖
- 1、你知道實現實現分散式鎖有哪些方案?
-
八、Redis快取問題
- 1、Redis快取雪崩
- 2、Redis快取擊穿
- 3、Redis快取穿透
- 4、快取預熱
- 5、快取降級
-
九、運維和部署
- 1、Redis 如何設定密碼及驗證密碼？
- 2、Redis 如何做記憶體優化？
一般來講在面試當中， 關於Redis相關的面試題頻率出現比較高的幾個關鍵詞是適合哪些場景、資料結構、hash實現原理和如何擴容、如何做持久化、關係型資料庫和非關係資料庫對比等等。 把這幾個點問完基本也差不多10~20分鐘了(一般一輪面試1小時左右), 基本這些可以讓面試官對你的Redis知識有一定的瞭解了。
也歡迎關注我的公眾號: 漫步coding。 一起交流, 在coding的世界裡漫步, 回覆: redis, 免費獲取最新Redis面試題(含答案)。
希望這篇文章可以幫助大家, 也希望大家都能找到的好工作。
Redis基礎知識
- 什麼是 Redis, 有哪些優缺點?
- Redis 最適合的場景, 可以簡單的說說嗎?
- Redis 相比 Memcached 有哪些優勢？
- 一個字串型別的值能儲存最大容量是多少？
- Redis 讀寫分離
什麼是 Redis, 有哪些優缺點?
出現概率: ★★★★
Redis是一個非關係性資料庫, 開源的、使用C語言編寫、支援網路、可基於記憶體亦可持久化的日誌型、key-value（鍵值對）資料庫，是目前分散式架構中不可或缺的一環。
Redis伺服器程式是單程序模型，也就是在一臺伺服器上可以同時啟動多個Redis程序，而Redis的實際處理速度則完全依靠於主程序的的執行效率。若在伺服器上只執行一個Redis程序，當多個客戶端同時訪問時，伺服器的處理能力會有一定程度的下降，若在同一臺伺服器上開啟多個Redis程序，Redis在提高併發處理能力的同時會給伺服器的CPU造成很大壓力。也就是說，在實際生產環境中，需要根據實際的需求來決定開啟多少個Redis程序。若對高併發要求更高一些，可能會考慮在同一臺伺服器上開啟多個程序。若CPU資源比較緊張，採用單程序即可。
Redis優點：
1)、效能極高, 讀寫效能優異，從記憶體當中進行IO讀寫速度快。
2)、支援資料的持久化(支援AOF和RDB兩種持久化方式)，對資料的更新採用Copy-on-write技術（寫拷貝），可以非同步的儲存在磁碟上
由於Redis的資料都存放在記憶體中，如果沒有配置持久化，redis重啟後資料就全丟失了，於是需要開啟redis的持久化功能，將資料儲存到磁 盤上，當redis重啟後，可以從磁碟中恢復資料。
redis提供兩種方式進行持久化，一種是RDB持久化:指在指定的時間間隔內將記憶體中的資料集快照寫入磁碟，實際操作過程是fork一個子程序，先將資料集寫入臨時檔案，寫入成功後，再替換之前的檔案，用二進位制壓縮儲存。
還有一種是AOF持久化：以日誌的形式記錄伺服器所處理的每一個寫、刪除操作，查詢操作不會記錄，以文字的方式記錄，可以開啟檔案看到詳細的操作記錄。
3)、支援主從複製，主機會自動將資料同步到從機，可以進行讀寫分離。
4)、資料結構豐富：除了支援string型別的value外還支援string、hash、set、sortedset、list等資料結構。
5)、原子性：多個操作通過MULTI和EXEC指令支援事務
Redis缺點：
1)、主從同步，如果主機宕機，宕機前有一部分資料沒有同步到從機，會導致資料不一致。
2)、主從同步，資料同步會有延遲。
3)、讀寫分離，主機寫的負載量太大，也會導致主機的宕機
4)、資料庫容量受到實體記憶體的限制，不能用作海量資料的高效能讀寫
Redis 最適合的場景, 可以簡單的說說嗎?
出現概率: ★★★★
1、會話快取（Session Cache）最常用的一種使用Redis的情景是會話快取（session cache）, Redis快取會話比其他儲存（如Memcached）的優勢在於：Redis提供持久化。
2、排行榜/計數器
Redis在記憶體中對數字進行遞增或遞減的操作實現的非常好。集合（Set）和有序集合（Sorted Set）也使得我們在執行這些操作的時候變的非常簡單，Redis只是正好提供了這兩種資料結構。
3、釋出/訂閱
Redis的釋出/訂閱功能。釋出/訂閱的使用場景確實非常多。我已看見人們在社交網路連線中使用，還可作為基於釋出/訂閱的指令碼觸發器，甚至用Redis的釋出/訂閱功能來建立聊天系統！
4、快取熱資料
可以快取一些高頻讀, 低頻寫的內容， 比如app首頁一些設定等。
5、利用BitMap統計使用者簽到、統計活躍使用者、使用者線上狀態等
Redis從2.2.0版本開始新增了setbit,getbit,bitcount等幾個bitmap相關命令。雖然是新命令，但是並沒有新增新的資料型別，因為setbit等命令只不過是在set上的擴充套件。
可以利用BitMap統計使用者簽到、統計活躍使用者、使用者線上狀態
6、限速，介面訪問頻率限制：比如傳送簡訊驗證碼的介面，通常為了防止別人惡意頻刷，會限制使用者每分鐘獲取驗證碼的頻率，例如一分鐘不能超過 5 次。
假設用於資料量上億的場景下，例如幾億使用者系統的簽到，去重登入次數統計，某使用者是否線上狀態等等。騰訊10億使用者，要幾個毫秒內查詢到某個使用者是否線上，能怎麼做？
千萬別說給每個使用者建立一個key，然後挨個記（你可以算一下需要的記憶體會很恐怖，而且這種類似的需求很多。這裡要用到位操作——使用setbit、getbit、bitcount命令。原理是：
redis內構建一個足夠長的陣列，每個陣列元素只能是0和1兩個值，然後這個陣列的下標index用來表示使用者id（必須是數字哈），那麼很顯然，這個幾億長的大陣列就能通過下標和元素值（0和1）來構建一個記憶系統。
Redis key name 約定
$dayKey = 'login:'.\date('Ymd',\time());
Redis 資料結構
| key | sign:20220405 | sign:20220405 | sign:20220405 … |
|---|---|---|---|
| offset (UserId) | 1000 | 1001 | 1002 |
| value | 0 | 1 | 1 |
| status | 未簽到 | 已簽到 | 已簽到 |
使用經驗
127.0.0.1:6379> setbit 'login-20220405' 2 1
127.0.0.1:6379> setbit 'login-20220405' 100 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setbit 'login-20220405' 200000000 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setbit 'login-20220405' 4290000000 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setbit 'login-20220405' 4300000000 1
(error) ERR bit offset is not an integer or out of range
127.0.0.1:6379> getbit 'login-20220405' 100
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit 'login-20220405' 101
(integer) 0
127.0.0.1:6379>
這裡需要注意的是Redis中字串限制最大為512MB，所以點陣圖中最大可以設定2^32個不同的位（42.9億個）。圖位的最小單位是位元(bit)，每個bit的值只能是0或1。 同時注意setbit時的偏移量，當偏移量很大時，可能會有較大耗時。 點陣圖不是絕對的好，有時可能更浪費空間。
Redis 相比 Memcached 有哪些優勢？
出現概率: ★★★
如果簡單地比較Redis與Memcached的區別，大多數都會得到以下觀點：
1 、資料支援型別 Memcache 對資料型別支援相對簡單。Redis 有複雜的資料型別。Redis不僅僅支援簡單的k/v型別的資料，同時還提供list，set，zset，hash等資料結構的儲存。
2 、Redis支援資料的備份，即master-slave模式的資料備份。
3 、儲存方式 Memecache 把資料全部存在記憶體之中， 斷電後會掛掉， 資料不能超過記憶體大小。Redis支援資料的持久化，可以將記憶體中的資料保持在磁碟中，重啟的時候可以再次載入進行使用。
一個字串型別的值能儲存最大容量是多少？
Redis中字串限制最大為512MB
Redis 讀寫分離
出現概率: ★★★
讀取請求QPS（Queries Per Second）壓力較大的服務, 可以採用Redis讀寫分離，可以提供高可用、高效能、靈活的讀寫分離服務，滿足熱點資料集中及高併發讀取的業務需求，最大化地節約運維成本。
讀寫分離版採取鏈式複製架構，可以通過擴充套件只讀例項個數使整體例項效能呈線性增長，同時基於原始碼層面對Redis複製流程的定製優化，可以最大程度地提升線性複製的系統穩定性，充分利用每一個只讀節點的物理資源。
由於資料同步至只讀節點存在一定延遲，且採用鏈式複製，只讀節點數越多，靠近鏈路末端的只讀節點資料延遲越大，因此選用此架構時，業務需要能接受一定程度的髒資料。如果對資料一致性要求較高，推薦選用叢集架構。
你知道怎麼用Redis實現實現分散式鎖?
出現概率: ★★★★
Redis 官方站提出了一種權威的基於 Redis 實現分散式鎖的方式名叫Redlock，此種方式比原先的單節點的方法更安全。它可以保證以下特性：
安全特性：互斥訪問，即永遠只有一個client能拿到鎖
避免死鎖：最終 client 都可能拿到鎖，不會出現死鎖的情況，即使原本鎖住某資源的 client crash 了或者出現了網路分割槽
容錯性：只要大部分 Redis 節點存活就可以正常提供服務