那些年,常被问到懵逼Redis面试题,一文吊打面试官(含答案)

Redis是一个非常火热的一个“专有词”在互联网和大数据中占有一席之位。Redis是一款高性能的NOSQL系列的非关系型数据库,也是之所以为何这么火的原因了吧!下面是小编为大家总结的一些关于Redis的面试题(个人总结)希望大家会喜欢。

Redis的基础

什么是Redis ?简述它的优缺点:Redis的全称是Remote DictionarylServer ,本质上是一个Key-Value类型的内存数据库,很像memcached ,整个数据库统统加载在内存当中进行操作,定期通过异步操作把数据库数据flush到硬盘上进行保存。Redis的主要缺点是数据库容量受到物理内存的限制,不能用作海量数据的高性能读写,因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上。

为什么Redis需要把所有数据放到内存中:Redis为了达到最快的读写速度将数据都读到内存中,并通过异步的方式将数据写入磁盘。所以redis具有快速和数据持久化的特征,如果不将数据放在内存中,磁盘I/O速度为严重影响redis的性能。在内存越来越便宜的今天, redis将会越来越受欢迎,如果设置了最大使用的内存,则数据已有记录数达到内存限值后不能继续插入新值。

Redis和Redisson有什么关系:Redisson是-个高级的分布式协调Redis客服端,能帮助用户在分布式环境中轻松实现一些Java的对象(Bloom filter, BitSet, Set, SetMultimap, ScoredSortedSet, SortedSet, Map, ConcurrentMap,List, ListMultimap, Queue, BlockingQueue, Deque, BlockingDeque, Semaphore, Lock,ReadWriteLock, AtomicLong, CountDownLatch, Publish / Subscribe, HyperLogLog)。

Jedis与Redisson对比有什么优缺点:Jedis是Redis的Java实现的客户端,其API提供了比较全面的Redis命令的支持;Redisson实现了分布式和可扩展的Java数据结构,和Jedis相比,功能较为简单,不支持字符串操作,不支持排序、事务、管道、分区等Redis特性。Redisson 的宗旨是促进使用者对Redis的关注分离,从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。

Redis的缓存穿透、缓存崩溃、缓存击穿的理解?

1.缓存穿透:是指查询一个数据库一定不存在的数据。

正常的使用缓存流程大致是,数据查询先进行缓存查询,如果key不存在或 者key已经过期,再对数据库进行查询,并把查询到的对象,放进缓存。如果数据库查询对象为空,则不放进缓存。

发生场景:

如果传入的参数为-1,会是怎么样?这个-1,就是一定不存在的对象。就会每次都去查询数据库,而每次查询都是空,每次又都不会进行缓存。假如有恶意攻击,就可以利用这个漏洞,对数据库造成压力,甚至压垮数据库。即便是采用UUID,也是很容易找到一个不存在的KEY,进行攻击。

2.缓存击穿: 是指一个key非常热点,在不停的扛着大并发,大并发集中对这一个点进行访问,当这个key在失效的瞬间,持续的大并发就穿破缓存,直接请求数据库,就像在一个屏障上凿开了一个洞。

发生场景:某一个商品爆款的时候会导致这种情况的产生。解决方案:

设置缓存永不过期(或者过期时间比较大)。

设置双重缓存备份A和B,当A缓存失效时,使用B缓存。

3.缓存雪崩:缓存在同一时间内大量键过期(失效),接着来的一大波请求瞬间都落在了数据库中导致连接异常。

解决方案:

也是像解决缓存穿透一样加锁排队;

建立备份缓存,缓存A和缓存B,A设置超时时间,B不设置超时时间,先从A读缓存,A没有读B,并且更新A缓存和B缓存;

设置缓存超时时间的时候加上一个随机的时间长度,比如这个缓存key的超时时间是固定的5分钟加上随机的2分钟,酱紫可从一定程度上避免雪崩问题;

Redis 和 Memecache 有什么区别?

Redis和Memcache都是将数据存放在内存中,都是内存数据库。不过memcache还可用于缓存其他东西,例如图片、视频等等。

Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据,同时还提供list,set,hash等数据结构的存储。

虚拟内存–Redis当物理内存用完时,可以将一些很久没用到的value 交换到磁盘

过期策略–memcache在set时就指定,例如set key1 0 0 8,即永不过期。Redis可以通过例如expire 设定,例如expire name 10

分布式–设定memcache集群,利用magent做一主多从;redis可以做一主多从。都可以一主一从

存储数据安全–memcache挂掉后,数据没了;redis可以定期保存到磁盘(持久化)

灾难恢复–memcache挂掉后,数据不可恢复; redis数据丢失后可以通过aof恢复

Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份。

Redis的分布式锁如何实现,有什么优缺点?

1.分布式锁需要解决的问题

互斥性:任意时刻只能有一个客户端拥有锁,不能同时多个客户端获取

安全性:锁只能被持有该锁的用户删除,而不能被其他用户删除

死锁:获取锁的客户端因为某些原因而宕机,而未能释放锁,其他客户端无法获取此锁,需要有机制来避免该类问题的发生

容错:当部分节点宕机,客户端仍能获取锁或者释放锁。

2.如何通过Redis实现分布式锁:(非完善方法)

SETNX key value :如果key不存在,则创建并赋值

时间复杂度: 0(1)

返回值:设置成功,返回1;设置失败,返回0。

但是此时我们获取的key是长期有效的,所以我们应该如何解决长期有效的问题呢?

如何解决SETNX长期有效的问题?

EXPIRE key seconds

设置key的生存时间,当key过期时(生存时间为0) ,会被自动删除

缺点:原子性得不到满足

3.如何通过Redis实现分布式锁:(正确方式)

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,才对键进行设置操作

SET操作成功完成时,返回OK ,否则返回nil

4.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

解放方案:在设置key的过期时间的时候,给每个key加上随机值

特殊场景1:超时后使用del 导致误删其他线程的锁

又是一个极端场景,假如某线程成功得到了锁,并且设置的超时时间是30秒。

如果某些原因导致线程B执行的很慢很慢,过了30秒都没执行完,这时候锁过期自动释放,线程B得到了锁。

随后,线程A执行完了任务,线程A接着执行del指令来释放锁。但这时候线程B还没执行完,线程A实际上删除的是线程B加的锁。

怎么避免这种情况呢?可以在del释放锁之前做一个判断,验证当前的锁是不是自己加的锁。

至于具体的实现,可以在加锁的时候把当前的线程ID当做value,并在删除之前验证key对应的value是不是自己线程的ID。

if判断和释放锁是两个独立操作,不是原子性。

我们都是追求极致的程序员,所以这一块要用Lua脚本来实现:

这样一来,验证和删除过程就是原子操作了。

特殊场景2: 出现并发的可能性

还是刚才的场景1,虽然我们避免了线程A误删掉key的情况,但是同一时间有A,B两个线程在访问代码块,仍然是不完美的。

怎么办呢?我们可以让获得锁的线程开启一个守护线程,用来给快要过期的锁“续航”。

当过去了29秒,线程A还没执行完,这时候守护线程会执行expire指令,为这把锁“续命”20秒。守护线程从第29秒开始执行,每20秒执行一次。

当线程A执行完任务,会显式关掉守护线程。

另一种情况,如果节点1 忽然断电,由于线程A和守护线程在同一个进程,守护线程也会停下。这把锁到了超时的时候,没人给它续命,也就自动释放了。

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