Redis面试必知必会

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发布于 2025年12月10日

Redis 支持哪几种数据类型?

  • string:最基本的数据类型,二进制安全的字符串,最大512M
  • list:按照添加顺序保持顺序的 字符串列表
  • set:无序的字符串集合,不存在重复的元素
  • sorted set:已排序的字符串集合
  • hash:key/value对的一种集合
  • Redis是单进程的还是单线程的?

    Redis是单进程单线程的,Redis利用队列技术将并发访问变为串行访问,消除了传统数据库串行控制的开销。

    Redis为什么是单线程的?

    多线程处理会涉及到锁,而且多线程处理会设计到线程切换而消耗CPU。因为CPU不会Redis的瓶颈,Redis的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。单线程无法发挥多核CPU性能,不过可以通过在单机开启Redis实例来解决。

    Redis的优势

  • *速度快。**因为数据存储于内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1)
  • 支持丰富的数据类型,支持string,list,set,sorted set,hash
  • 支持事务,操作都是原子性,所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行,要么全部不执行
  • 丰富的特性:可用于缓存,消息,按key设置过期时间,过期后将会自动删除
  • Redis和memcached有哪些优势

  • memcached所有的值均是简单的字符串,Reids作为其替代者,支持更为丰富的数据类型
  • Redis的速度比memcached快很多
  • Redis可以持久化其数据
  • Redis支持数据的备份,即master/slave模式的数据备份
  • Redis key的过期时间和永久有效分别怎么设置?

    EXPIREPERSIST命令。

    Redis 主要消耗什么物理资源?

    内存。

    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。

    说说Redis哈希槽的概念?

    Redis集群没有使用一致性hash,而是引入了哈希槽的概念,Redis集群有16384个哈希槽,每个key通过CRC16校验后对16384取模来决定放置哪个槽,集群的每个节点负责一部分hash槽。

    Redis中的管道有什么用?

    一次请求/响应服务器能实现处理新的请求即使旧的请求还未被响应。这样就可以将多个命令发送到服务器,而不用等待回复,最后在一个步骤中读取该答复。

    这就是管道(pipelining),是一种几十年来广泛使用的技术。例如许多POP3协议已经实现支持这个功能,大大加快了从服务器下载新邮件的过程。

    怎么理解Redis事务?

    事务是一个单独的隔离操作:事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中,不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。

    事务是一个原子操作:事务中的命令要么全部被执行,要么全部都不执行。

    Redis 事务相关的命令有哪几个?

    MULTIEXECDISCARDWATCH

    Redis内存回收机制

    Redis的内存回收主要围绕以下两个方面:

  • Redis过期策略:删除过期时间的key值
  • Redis淘汰策略:内存使用到达maxmemory上限时触发内存淘汰数据
  • Redis过期策略

    Redis过期策略通常有以下三种:

  • 定时过期 每个设置过期时间的key都需要创建一个定时器,到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据,对内存很友好;但是会占用大量的CPU资源去处理过期的数据,从而影响缓存的响应时间和吞吐量。
  • 惰性过期 只有当访问一个key时,才会判断该key是否已过期,过期则清除。该策略可以最大化地节省CPU资源,却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期key没有再次被访问,从而不会被清除,占用大量内存。
  • 定期过期 每隔一定的时间,会扫描一定数量的数据库的expires字典中一定数量的key,并清除其中已过期的key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时,可以在不同情况下使得CPU和内存资源达到最优的平衡效果。
  • Redis中同时使用了惰性过期定期过期两种过期策略。

    Redis有哪几种数据淘汰策略

    在Redis中,允许用户设置最大使用内存大小server.maxmemory,当Redis内存数据集大小上升到一定大小的时候,就会执行数据淘汰策略

  • volatile-lru:从已设置过期的数据集中挑选最近最少使用的淘汰
  • volatile-ttl:从已设置过期的数据集中挑选将要过期的数据淘汰
  • volatile-random:从已设置过期的数据集中任意挑选数据淘汰
  • allkeys-lru:从数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰
  • allkeys-random:从数据集中任意挑选数据淘汰
  • noenviction:禁止淘汰数据
  • Redis支持哪几种持久化方式

    RDB持久化 原理是将Redis在内存中的数据记录定时dump到磁盘上的RDB文件。 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,用二进制压缩存储。

    AOF(append only file)持久化 原理是将Redis的操作日志以追加的方式写入文件。 以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作,查询操作不会记录,以文本的方式记录,可以打开文件看到详细的操作记录。当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据。AOF命令以Reids协议追加保存每次写的操作到文件末尾。Redis还能对AOF文件进行后台重写,使得AOF文件的体积不至于过大。

    Redis两种持久化方式优缺点?

    RDB持久化

  • 优点:RDB文件紧凑,体积小,网络传输快,适合全量复制;恢复速度比AOF快很多。当然,与AOF相比,RDB最重要的优点之一是对性能的影响相对较小
  • 缺点:RDB文件的致命缺点在与其数据快照的持久化方式决定了必然做不到实时持久化,而在数据越来越重要的今天,数据的大量丢失很多时候是无法接受的,因此AOF持久化称为主流。此外,RDB文件需要满足特定格式,兼容性差。
  • AOF持久化 与RDB持久化相对应,AOF的优点在于支持秒级持久化、兼容性好,缺点是文件大,恢复速度慢,对性能影响大

    如何选择Redis持久化方式策略?

    在介绍持久化策略之前,首先要明白无论是RDB还是AOF,持久化的开启都是要付出性能方面的代价的。对比RDB持久化,一方面是bdsave在进行fork操作时Redis主进程会阻塞,另一方面,子进程向硬盘写数据也会带来IO压力;对于AOF持久化,向硬盘写数据的频率大大提高(everysec策略下为秒级),IO压力更大,设置可能造成AOF追加阻塞文件。此外,AOF文件的重写与RDB的basave类似,会有fork时的阻塞和子进程的IO压力问题。相对来说,由于AOF向硬盘中写数据的频率更高,因此对Redis主进程性能的影响会更大。

    在实际生产环境中,根据数据量、应用对数据的安全要求、预算限制等不同情况,会有各种各样的持久化策略;如完全不使用任何持久化,使用RDB或AOF一种,或同事开启RDB和AOF持久化等。此外,持久化的选择必须与Redis的主从策略一起考虑,因为主从复制与持久化同样具有数据备份的功能,而且主机master和从机slave可以独立的选择持久化方案。

    为什么要做Redis分区?

    分区可以让Redis管理更大的内存,Redis将可以使用所有机器的内存。如果没有分区,你最多只能使用一台机器的内存。分区使Redis的计算能力通过简单地增加计算机得到成倍提升,Redis的网络带宽也会随着计算机和网卡的增加而成倍增长。

    Redis集群的主从复制模型是怎样的?

    为了是在部分节点失败或者大部分节点无法通信的情况下集群仍然可用,所以集群是用了主从复制模型,每个节点都会有N-1个复制品

    Redis集群会有写操作丢失吗?为什么?

    Redis并不能保证数据强一致性,这意味着在实际中集群在特定的条件下可能会丢失写操作

    Redis集群之间是如何复制的

    异步复制。

    Redis如何做内存优化

    尽可能使用散列表(hashes),散列表(是说列表里面存储的数少)使用的内存非常小,所以你应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面,比如你的web系统中有一个用户对象,不要为这个用户的名称,姓氏,邮箱,密码设置单独的key,而是应该把这个用户所有信息存储到一张散列表中。

    Redis常用的使用场景

  • Session共享(单点登录)
  • 页面缓存
  • 队列
  • 排行榜/计算器
  • 发布/订阅
  • Redis有哪些架构模式?讲讲各自的特点?

    单机版

    特点:简单

    存在问题:

  • 内存容量有限
  • 处理能力有限
  • 无法高可用
  • 主从复制

    Redis的复制(replication)功能允许用户根据一个Redis服务器来创建任意多个该服务器的复制品,其中被复制的服务器为主服务器(master),而通过复制创建出来的服务器复制品则为从服务器(slave)。主要主从服务器之间的网络连接正常,主从服务器两者会具有相同的数据,主服务器就会一直将发生在自己身上的数据更新同步给从服务器,从而一直保证主从服务器的数据相同。

    问题:

  • 无法保证高可用
  • 没有解决master写的压力
  • 哨兵

    Redis sentinel 是一个分布式系统中监控 redis 主从服务器,并在主服务器下线时自动进行故障转移。其中三个特性:

  • 监控(Monitoring): Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。
  • 提醒(Notification): 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时, Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
  • 自动故障迁移(Automatic failover): 当一个主服务器不能正常工作时, Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作。
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