Redis 高频面试题及答案 1.redis 是什么? redis 是 nosql(也是个巨大的 map) 单线程,但是可处理 1 秒 10w 的并发(数 据都在内存中) 使用 java 对 redis 进行操作类似 jdbc 接口标准对 mysql,有各类实现他的实现类,我们常用的是 druid 其中对 redis,我们通常用 Jedis(也为我们提供了连接池 JedisPool) 在 redis 中,key 就是 byte[](string) redis 的数据结构(value): String,list,set,orderset,hash 每种数据结构对应不同的命令语句~ 2.redis 怎么使用? 先安装好 redis,然后运行,在 pom 文件中引入依赖,在要使用 redis 缓存的类 的 mapper.xml 文件配置 redis 的全限定名。引入 redis 的 redis.properties 文 件(如果要更改配置就可以使用) 3.应用场景: String : 1 存储 json 类型对象,2 计数器,3 优酷视频点赞等 list(双向链表) 1 可以使用 redis 的 list 模拟队列,堆,栈 2 朋友圈点赞(一条朋友圈内容语句,若干点赞语句)规定:朋友圈内容的格式: 1,内容: user:x:post:x content 来存储; 2,点赞: post:x:good list 来存储;(把相应头像取出来显示) hash(hashmap) 1 保存对象 2 分组 4.为什么 redis 是单线程的都那么快? 1.数据存于内存 2.用了多路复用 I/O 3.单线程 5.redis 也可以进行发布订阅消息吗? 可以,(然后可以引出哨兵模式(后面会讲)怎么互相监督的,就是因为每隔 2 秒哨兵节点会发布对某节点的判断和自身的信息到某频道,每个哨兵订阅该频道 获取其他哨兵节点和主从节点的信息,以达到哨兵间互相监控和对主从节点的监 控)和很多专业的消息队列系统(例如 Kafka、RocketMQ)相比,Redis 的发 布订阅略显粗糙,例如无法实现消息堆积和回溯。但胜在足够简单。6.redis 能否将数据持久化,如何实现? 能,将内存中的数据异步写入硬盘中,两种方式:RDB(默认)和 AOF RDB 持久化原理:通过 bgsave 命令触发,然后父进程执行 fork 操作创建 子进程,子进程创建 RDB 文件,根据父进程内存生成临时快照文件,完成后对 原有文件进行原子替换(定时一次性将所有数据进行快照生成一份副本存储在硬 盘中) 优点:是一个紧凑压缩的二进制文件,Redis 加载 RDB 恢复数据远远快于 AOF 的方式。 缺点:由于每次生成 RDB 开销较大,非实时持久化, AOF 持久化原理:开启后,Redis 每执行一个修改数据的命令,都会把这 个命令添加到 AOF 文件中。 优点:实时持久化。 缺点:所以 AOF 文件体积逐渐变大,需要定期执行重写操作来降低文件体积, 加载慢 7.主从复制模式下,主挂了怎么办?redis 提供了 哨兵模式(高可用) 何谓哨兵模式?就是通过哨兵节点进行自主监控主从节点以及其他哨兵节点,发 现主节点故障时自主进行故障转移。8.哨兵模式实现原理?(2.8 版本或更高才有) 1.三个定时监控任务: 1.1 每隔 10s,每个 S 节点(哨兵节点)会向主节点和从节点发送 info 命令获 取最新的拓扑结构 1.2 每隔 2s,每个 S 节点会向某频道上发送该 S 节点对于主节点的判断以及当 前 Sl 节点的信息, 同时每个 Sentinel 节点也会订阅该频道,来了解其他 S 节点以及它们对主节点 的判断(做客观下线依据) 1.3 每隔 1s,每个 S 节点会向主节点、从节点、其余 S 节点发送一条 ping 命令 做一次心跳检测(心跳检测机制),来确认这些节点当前是否可达 2.主客观下线: 2.1 主观下线:根据第三个定时任务对没有有效回复的节点做主观下线处理 2.2 客观下线:若主观下线的是主节点,会咨询其他 S 节点对该主节点的判断, 超过半数,对该主节点做客观下线 3.选举出某一哨兵节点作为领导者,来进行故障转移。选举方式:raft 算法。每个 S 节点有一票同意权,哪个 S 节点做出主观下线的时候,就会询问其 他 S 节点是否同意其为领导者。获得半数选票的则成为领导者。基本谁先做出客 观下线,谁成为领导者。 4.故障转移(选举新主节点流程):9.redis 集群(采用虚拟槽方式,高可用)原 理(和哨兵模式原理类似,3.0 版本或以上 才有)? 1.Redis 集群内节点通过 ping/pong 消息实现节点通信,消息不但可以传播节 点槽信息,还可以传播其他状态如:主从状态、节点故障等。因此故障发现也是 通过消息传播机制实现的,主要环节包括:主观下线(pfail)和客观下线(fail) 2.主客观下线: 2.1 主观下线:集群中每个节点都会定期向其他节点发送 ping 消息,接收节点 回复 pong 消息作为响应。如果通信一直失败,则发送节点会把接收节点标记为 主观下线(pfail)状态。 2.2 客观下线:超过半数,对该主节点做客观下线 3.主节点选举出某一主节点作为领导者,来进行故障转移。 4.故障转移(选举从节点作为新主节点) 10.缓存更新策略(即如何让缓存和 mysql 保 持一致性)? 10.1 key 过期清除(超时剔除)策略 惰性过期(类比懒加载,这是懒过期):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。 (expires 字典会保存所有设置了过期时间的 key 的过期时间数据,其中,key 是 指向键空间中的某个键的指针,value 是该键的毫秒精度的 UNIX 时间戳表示的 过期时间。键空间是指该 Redis 集群中保存的所有键。) 问:比如这么个场景,我设计了很多 key,过期时间是 5 分钟,当前内存占用率 是 50%。但是 5 分钟到了,内存占用率还是很高,请问为什么? Redis 中同时使用了惰性过期和定期过期两种过期策略,即使过期时间到了,但 是有部分并没有真正删除,等待惰性删除。 为什么有定期还要有惰性呢?其实很简单,比如 10 万个 key 就要过期了,Redis 默认是 100ms 检查一波。如果他检查出 10 万个即将要清除,那他接下来的时 间基本都是在干这些清空内存的事了,那肯定影响性能,所以他只会部分删除, 剩下的等惰性。 10.2 Redis 的内存淘汰策略 Redis 的内存淘汰策略是指在 Redis 的用于缓存的内存不足时,怎么处理需要新 写入且需要申请额外空间的数据。 noeviction:当内存不足以容纳新写入数据时,新写入操作会报错。allkeys-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,移除最近最少使用 的 key。 allkeys-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,随机移除某个 key。 volatile-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中, 移除最近最少使用的 key。 volatile-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空 间中,随机移除某个 key。 volatile-ttl:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间中, 有更早过期时间的 key 优先移除。 11.缓存粒度控制? 12.如何防止缓存穿透? (缓存穿透指的是查询一个根本不存在的数据,缓存层不命中,又去查存储层, 又不命中。但如果有大量这种查询不存在的数据的请求过来,会对存储层有较大 压力,若是恶意攻击,后果就) 12.1:缓存空值存在的问题: 12.2:布隆过滤器:布隆过滤器存在的问题:相对来说布隆过滤器搞起来代码还是比较复杂的,现阶 段我们暂时还不需要,后面实在需要再考虑去做,什么阶段做什么样的事情,不 是说这个系统一下子就能做的各种完美。 13.无底洞优化? 造成原因:redis 分布式越来越多,导致性能反而下降,因为键值分布到更多的 节点上,所以无论是 Memcache 还是 Redis 的分布式,批量操作通常需要从不 同节点上获取,相比于单机批量操作只涉及一次网络操作,分布式批量操作 会 涉及多次网络时间。 即分布式过犹不及。 14.雪崩优化 如果缓存层由于某些原因不能提供服务,于是所有的请求都会达到存储层,存储 层的调用量会暴增,造成存储层也会级联宕机的情况。 15.热点 key 优化 当前 key 是一个热点 key(例如一个热门的娱乐新闻),并发量非常大。
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