Redis连环问
Redis为什么这么快呢?
- 基于内存:Redis是使用内存存储,没有磁盘IO上的开销。数据存在内存中,读写速度快。
- 单线程实现( Redis 6.0以前):Redis使用单个线程处理请求,避免了多个线程之间线程切换和锁资源争用的开销。
- IO多路复用模型:Redis 采用 IO 多路复用技术。Redis 使用单线程来轮询描述符,将数据库的操作都转换成了事件,不在网络I/O上浪费过多的时间。
- 高效的数据结构:Redis 每种数据类型底层都做了优化,目的就是为了追求更快的速度。
Redis为何选择单线程呢?
- 单线程实现可以避免过多的上下文切换开销。程序始终运行在进程中单个线程内,没有多线程切换的场景。
- 避免同步机制的开销:如果 Redis选择多线程模型,需要考虑数据同步的问题,则必然会引入某些同步机制,会导致在操作数据过程中带来更多的开销,增加程序复杂度的同时还会降低性能。
- 实现简单,方便维护:如果 Redis使用多线程模式,那么所有的底层数据结构的设计都必须考虑线程安全问题,那么 Redis 的实现将会变得更加复杂。
Redis应用场景有哪些?
- 缓存热点数据,缓解数据库的压力。
- 利用 Redis 原子性的自增操作,可以实现计数器的功能,比如统计用户点赞数、用户访问数等。
- 作为简单的消息队列,实现异步操作。
- 限速器,可用于限制某个用户访问某个接口的频率,比如秒杀场景用于防止用户快速点击带来不必要的压力。
- 好友关系,利用集合的一些命令,比如交集、并集、差集等,实现共同好友、共同爱好之类的功能。
Redis怎么实现消息队列?
- 使用列表,让生产者将任务使用LPUSH命令放进列表,消费者不断用RPOP从列表取出任务。
- 发布订阅模式。类似于MQ的主题模式。只能消费订阅之后发布的消息,一个消息可以被多个订阅者消费。
- 延时队列。使用sortedset,拿时间戳作为score,消息内容作为key,调用zadd来生产消息,消费者用
zrangebyscore
指令获取N秒之前的数据轮询进行处理。
Redis主从复制的原理?
- Redis的复制功能是支持多个数据库之间的数据同步。主数据库可以进行读写操作,当主数据库的数据发生变化时会自动将数据同步到从数据库。从数据库一般是只读的,它会接收主数据库同步过来的数据。
- 当启动一个从节点时,它会发送一个
PSYNC
命令给主节点; - 如果是从节点初次连接到主节点,那么会触发一次全量复制。此时主节点会启动一个后台线程,开始生成一份
RDB
快照文件; - 同时还会将从客户端 client 新收到的所有写命令缓存在内存中。
RDB
文件生成完毕后, 主节点会将RDB
文件发送给从节点,从节点会先将RDB
文件写入本地磁盘,然后再从本地磁盘加载到内存中; - 接着主节点会将内存中缓存的写命令发送到从节点,从节点同步这些数据;
- 如果从节点跟主节点之间网络出现故障,连接断开了,会自动重连,连接之后主节点仅会将部分缺失的数据同步给从节点。
- 当启动一个从节点时,它会发送一个
过期键的删除策略吗?
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被动删除。在访问key时,如果发现key已经过期,那么会将key删除。
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主动删除。定时清理key,每次清理会依次遍历所有DB,从db随机取出20个key,如果过期就删除,如果其中有5个key过期,那么就继续对这个db进行清理,否则开始清理下一个db。
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内存不够时清理。Redis有最大内存的限制,通过maxmemory参数可以设置最大内存,当使用的内存超过了设置的最大内存,就要进行内存释放, 在进行内存释放的时候,会按照配置的淘汰策略清理内存。