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全网最强Java面试题 很详细了!!!

时间:2024-08-01 21:24:42浏览次数:10  
标签:面试题 缓存 Java Redis 全网 redis 面试官 key 数据

一、缓存

面试官:什么是缓存穿透 ? 怎么解决 ?

候选人:
(穿透无中生有Key,布隆过滤NULL隔离)
嗯~~,我想一下

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据,如果从存储层查不到数据则不写入缓存,这将导致这个不存在的数据每次请求都要到 DB 去查询,可能导致 DB 挂掉。这种情况大概率是遭到了攻击。

解决方案的话,我们通常都会用布隆过滤器来解决它

面试官:好的,你能介绍一下布隆过滤器吗?

候选人:

嗯,是这样~

布隆过滤器主要是用于检索一个元素是否在一个集合中。我们当时使用的是redisson实现的布隆过滤器。

它的底层主要是先去初始化一个比较大数组,里面存放的二进制0或1。在一开始都是0,当一个key来了之后经过3次hash计算,模于数组长度找到数据的下标然后把数组中原来的0改为1,这样的话,三个数组的位置就能标明一个key的存在。查找的过程也是一样的。

当然是有缺点的,布隆过滤器有可能会产生一定的误判,我们一般可以设置这个误判率,大概不会超过5%,其实这个误判是必然存在的,要不就得增加数组的长度,其实已经算是很划分了,5%以内的误判率一般的项目也能接受,不至于高并发下压倒数据库。

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减小误判率——
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补充:其实还有一种解决方案——返回空数据(由于是针对项目,所以直接回答了项目中用到的)
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面试官:什么是缓存击穿 ? 怎么解决 ?

候选人:
击穿热点Key过期,锁与非期解难题。
嗯!!

缓存击穿的意思是对于设置了过期时间的key,缓存在某个时间点过期的时候,恰好这时间点对这个Key有大量的并发请求过来,这些请求发现缓存过期一般都会从后端 DB 加载数据并回设到缓存,这个时候大并发的请求可能会瞬间把 DB 压垮。

解决方案有两种方式:

第一可以使用互斥锁:当缓存失效时,不立即去load db,先使用如 Redis 的 setnx 去设置一个互斥锁,当操作成功返回时再进行 load db的操作并回设缓存,否则重试get缓存的方法

第二种方案可以设置当前key逻辑过期,大概是思路如下:

①:在设置key的时候,设置一个过期时间字段一块存入缓存中,不给当前key设置过期时间

②:当查询的时候,从redis取出数据后判断时间是否过期

③:如果过期则开通另外一个线程进行数据同步,当前线程正常返回数据,这个数据不是最新

当然两种方案各有利弊:

如果选择数据的强一致性,建议使用分布式锁的方案性能上可能没那么高,锁需要等,也有可能产生死锁的问题

如果选择key的逻辑删除,则优先考虑的高可用性,性能比较高,但是数据同步这块做不到强一致。

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面试官:什么是缓存雪崩 ? 怎么解决 ?

候选人:
雪崩大量Key过期,过期时间不唯一。
嗯!!

缓存雪崩意思是设置缓存时采用了相同的过期时间,导致缓存在某一时刻同时失效,请求全部转发到DB,DB 瞬时压力过重雪崩。与缓存击穿的区别:雪崩是很多key,击穿是某一个key缓存。

解决方案主要是可以将缓存失效时间分散开,比如可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值,比如1-5分钟随机,这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低,就很难引发集体失效的事件。
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《缓存三兄弟》打油诗

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面试官:redis做为缓存,mysql的数据如何与redis进行同步呢?(双写一致性)

候选人:
嗯!就说我最近做的这个项目,里面有xxxx(根据自己的简历上写)的功能,需要让数据库与redis高度保持一致,因为要求时效性比较高,我们当时采用的读写锁保证的强一致性。

我们采用的是redisson实现的读写锁,在读的时候添加共享锁,可以保证读读不互斥,读写互斥。当我们更新数据的时候,添加排他锁,它是读写,读读都互斥,这样就能保证在写数据的同时是不会让其他线程读数据的,避免了脏数据。这里面需要注意的是读方法和写方法上需要使用同一把锁才行。

面试官:那这个排他锁是如何保证读写、读读互斥的呢?

候选人:其实排他锁底层使用也是setnx,保证了同时只能有一个线程操作锁住的方法

面试官:你听说过延时双删吗?为什么不用它呢?

候选人:
延迟双删,如果是写操作,我们先把缓存中的数据删除,然后更新数据库,最后再延时删除缓存中的数据,其中这个延时多久不太好确定,在延时的过程中可能会出现脏数据,并不能保证强一致性,所以没有采用它。

面试官:redis做为缓存,mysql的数据如何与redis进行同步呢?(双写一致性)

候选人:嗯!就说我最近做的这个项目,里面有xxxx(根据自己的简历上写)的功能,数据同步可以有一定的延时(符合大部分业务)

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我们当时采用的阿里的canal组件实现数据同步:不需要更改业务代码,部署一个canal服务。canal服务把自己伪装成mysql的一个从节点,当mysql数据更新以后,canal会读取binlog数据,然后在通过canal的客户端获取到数据,更新缓存即可

(双写一致性)强一致性——

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(双写一致性)可以有一定延迟——

即异步通知——有两种方式——

MQ——

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Canal

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面试官:redis做为缓存,数据的持久化是怎么做的?

候选人:在Redis中提供了两种数据持久化的方式:
1、RDB
2、AOF

面试官:这两种持久化方式有什么区别呢?

候选人:
RDB是一个快照文件,它是把redis内存存储的数据写到磁盘上,当redis实例宕机恢复数据的时候,方便从RDB的快照文件中恢复数据。

AOF的含义是追加文件当redis操作写命令的时候,都会存储这个文件中,当redis实例宕机恢复数据的时候,会从这个文件中再次执行一遍命令来恢复数据

面试官:这两种方式,哪种恢复的比较快呢?

候选人:RDB因为是二进制文件,在保存的时候体积也是比较小的,它恢复的比较快,但是它有可能会丢数据,我们通常在项目中也会使用AOF来恢复数据,虽然AOF恢复的速度慢一些,但是它丢数据的风险要小很多,在AOF文件中可以设置刷盘策略,我们当时设置的就是每秒批量写入一次命令

RDB——
执行原理——

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AOF

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AOF配置——

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面试官:Redis的数据过期策略有哪些 ?

候选人:

嗯~,在redis中提供了两种数据过期删除策略

第一种是惰性删除在设置该key过期时间后,我们不去管它,当需要该key时,我们在检查其是否过期,如果过期,我们就删掉它,反之返回该key。

第二种是 定期删除,就是说每隔一段时间,我们就对一些key进行检查,删除里面过期的key

定期清理的两种模式:

  1. SLOW模式是定时任务,执行频率默认为10hz,每次不超过25ms,以通过修改配置文件redis.conf 的 hz 选项来调整这个次数

2.FAST模式执行频率不固定,每次事件循环会尝试执行,但两次间隔不低于2ms,每次耗时不超过1ms

Redis的过期删除策略**:惰性删除 + 定期删除两种策略进行配合使用**。

面试官:Redis的数据淘汰策略有哪些 ?

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候选人:

嗯,这个在redis中提供了很多种,默认是noeviction,不删除任何数据,内部不足直接报错。

是可以在redis的配置文件中进行设置的,里面有两个非常重要的概念,一个是LRU,另外一个是LFU

LRU的意思就是最少最近使用,用当前时间减去最后一次访问时间,这个值越大则淘汰优先级越高。

LFU的意思是最少频率使用。会统计每个key的访问频率,值越小淘汰优先级越高

我们在项目设置的allkeys-lru,挑选最近最少使用的数据淘汰,把一些经常访问的key留在redis中

面试官:数据库有1000万数据 ,Redis只能缓存20w数据, 如何保证Redis中的数据都是热点数据 ?

候选人:

嗯,我想一下~~

可以使用 allkeys-lru (挑选最近最少使用的数据淘汰)淘汰策略,那留下来的都是经常访问的热点数据

面试官:Redis的内存用完了会发生什么?

候选人:

嗯~,这个要看redis的数据淘汰策略是什么,如果是**默认的配置,redis内存用完以后则直接报错。**我们当时设置的 allkeys-lru 策略。把最近最常访问的数据留在缓存中。

八种数据淘汰策略——记住LRU、LFU即可

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二、Redis分布式锁

面试官:Redis分布式锁如何实现 ?

候选人:嗯,在redis中提供了一个命令setnx(SET if not exists)

由于redis的单线程的,用了命令之后,只能有一个客户端对某一个key设置值,在没有过期或删除key的时候是其他客户端是不能设置这个key的

单台服务——加一个本地锁synchronized即可

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服务器集群部署——加外部锁(分布式锁)

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分布式锁实现原理
setnx

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Redisson框架

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面试官:好的,那你如何控制Redis实现分布式锁有效时长呢?

候选人:
嗯,的确,redis的setnx指令不好控制这个问题,我们当时采用的redis的一个框架redisson实现的。

在redisson中需要手动加锁,并且可以控制锁的失效时间和等待时间,当锁住的一个业务还没有执行完成的时候,在redisson中引入了一个看门狗机制,就是说每隔一段时间就检查当前业务是否还持有锁,如果持有就增加加锁的持有时间,当业务执行完成之后需要使用释放锁就可以了

还有一个好处就是,在高并发下,一个业务有可能会执行很快,先客户1持有锁的时候,客户2来了以后并不会马上拒绝,它会自旋不断尝试获取锁,如果客户1释放之后,客户2就可以马上持有锁,性能也得到了提升。

面试官:好的,redisson实现的分布式锁是可重入的吗?

候选人:嗯,是可以重入的。这样做是为了避免死锁的产生。这个重入其实在内部就是判断是否是当前线程持有的锁,如果是当前线程持有的锁就会计数,如果释放锁就会在计算上减一。在存储数据的时候采用的hash结构,大key可以按照自己的业务进行定制,其中小key是当前线程的唯一标识,value是当前线程重入的次数

面试官:redisson实现的分布式锁能解决主从一致性的问题吗

候选人:这个是不能的,比如,当线程1加锁成功后,master节点数据会异步复制到slave节点,此时当前持有Redis锁的master节点宕机,slave节点被提升为新的master节点,假如现在来了一个线程2,再次加锁,会在新的master节点上加锁成功,这个时候就会出现两个节点同时持有一把锁的问题。

我们可以利用redisson提供的红锁来解决这个问题,它的主要作用是,不能只在一个redis实例上创建锁,应该是在多个redis实例上创建锁,并且要求在大多数redis节点上都成功创建锁,红锁中要求是redis的节点数量要过半。这样就能避免线程1加锁成功后master节点宕机导致线程2成功加锁到新的master节点上的问题了。

但是,如果使用了红锁,因为需要同时在多个节点上都添加锁,性能就变的很低了,并且运维维护成本也非常高,所以,我们一般在项目中也不会直接使用红锁,并且官方也暂时废弃了这个红锁

面试官:好的,如果业务非要保证数据的强一致性,这个该怎么解决呢?

候选人:嗯~,redis本身就是支持高可用的,做到强一致性,就非常影响性能,所以,如果有强一致性要求高的业务,建议使用zookeeper实现的分布式锁,它是可以保证强一致性的。
AP——高可用
CP——强一致

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三、集群

面试官:Redis集群有哪些方案, 知道嘛 ?

候选人:
嗯~~,在Redis中提供的集群方案总共有三种:主从复制、哨兵模式、Redis分片集群

主从复制及原理——

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主从同步数据的流程——

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面试官:那你来介绍一下主从同步

候选人:
嗯,是这样的,**单节点Redis的并发能力是有上限的,**要进一步提高Redis的并发能力,可以搭建主从集群,实现读写分离。
一般都是一主多从,主节点负责写数据,从节点负责读数据,主节点写入数据之后,需要把数据同步到从节点中

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