Redis在国内各大公司都很热门,比如新浪、阿里、腾讯、百度、美团、小米等。Redis也是大厂面试最爱问的,尤其是Redis客户端、Redis高级功能、Redis持久化和开发运维常用问题探讨、Redis复制的原理和优化策略、Redis分布式解决方案等。
关于Redis的这8问,你能答上来几个?
1、为什么使用Redis
项目中使用Redis,主要考虑性能和并发。如果仅仅是分布式锁这些,完全可以用中间件ZooKeeper等代替。
性能:
如下图所示,在大并发的情况下,所有的请求直接访问数据库,数据库会出现连接异常。这个时候,就需要使用Redis做一个缓冲操作,让请求先访问到Redis,而不是直接访问数据库。
根据交互效果的不同,响应时间没有固定标准。在理想状态下,我们的页面跳转需要在瞬间解决,对于页内操作则需要在刹那间解决。
并发:
如下图所示,在大并发的情况下,所有的请求直接访问数据库,数据库会出现连接异常。这个时候,就需要使用Redis做一个缓冲操作,让请求先访问到Redis,而不是直接访问数据库。
2、使用Redis有什么缺点?
缓存和数据库双写一致性问题缓存雪崩问题缓存击穿问题缓存的并发竞争问题
3、单线程的Redis为什么这么快?
你知道Redis是单线程工作模型吗?
纯内存操作单线程操作,避免了频繁的上下文切换采用了非阻塞I/O多路复用机制
4、Redis的数据类型及使用场景
(这5种类型你用到过几个?)
String:一般做一些复杂的计数功能的缓存;
Hash:单点登录;
List:做简单的消息队列的功能;
Set:做全局去重的功能;
SortedSet:做排行榜应用,取TOPN操作;延时任务;做范围查找。
5、Redis过期策略和内存淘汰机制?
正解:Redis采用的是定期删除+惰性删除策略。
为什么不用定时删除策略?定期删除+惰性删除是如何工作的呢?采用定期删除+惰性删除就没其他问题了么?
6、Redis和数据库双写一致性问题
(最终一致性和强一致性)
如果对数据有强一致性要求,不能放缓存。
7、如何应对缓存穿透和缓存雪崩问题
缓存穿透:即黑客故意去请求缓存中不存在的数据,导致所有的请求都怼到数据库上,从而数据库连接异常。
缓存雪崩:即缓存同一时间大面积的失效,这个时候又来了一波请求,结果请求都怼到数据库上,从而导致数据库连接异常。
中小型的公司一般遇不到这些问题,但是大并发的项目,流量有几百万左右,这两个问题一定要深刻考虑。
8、如何解决Redis并发竞争Key问题?
这个问题大致就是,同时有多个子系统去set一个key。不太推荐使用redis的事务机制。
(1)如果对这个key操作,不要求顺序
这种情况下,准备一个分布式锁,大家去抢锁,抢到锁就做set操作即可。
(2)如果对这个key操作,要求顺序
假设有一个key1,系统A需要将key1设置为valueA,系统B需要将key1设置为valueB,系统C需要将key1设置为valueC.
期望按照key1的value值按照 valueA-->valueB-->valueC的顺序变化。这种时候我们在数据写入数据库的时候,需要保存一个时间戳。假设时间戳如下
系统A key 1 {valueA 3:00}
系统B key 1 {valueB 3:05}
系统C key 1 {valueC 3:10}
那么,假设这会系统B先抢到锁,将key1设置为{valueB 3:05}。接下来系统A抢到锁,发现自己的valueA的时间戳早于缓存中的时间戳,那就不做set操作了。以此类推。
其他方法,比如利用队列,将set方法变成串行访问也可以。总之,灵活变通。
烟哥彩蛋
在面试中如果碰到下列问题,如何应用上本篇的知识呢?先明确一点,我推荐的是Redis Cluster。
OK,开始举例说明
问题1:懂Redis事务么?
正常版:Redis事务是一些列redis命令的集合,blabla…
高调版: 我们在生产上采用的是Redis Cluster集群架构,不同的key是有可能分配在不同的Redis节点上的,在这种情况下Redis的事务机制是不生效的。其次,Redis事务不支持回滚操作,简直是鸡肋!所以基本不用!
问题2:Redis的多数据库机制,了解多少?
正常版:Redis支持多个数据库,并且每个数据库的数据是隔离的不能共享,单机下的redis可以支持16个数据库(db0 ~ db15)
高调版: 在Redis Cluster集群架构下只有一个数据库空间,即db0。因此,我们没有使用Redis的多数据库功能!
问题3:Redis集群机制中,你觉得有什么不足的地方吗?
正常版: 不知道
高调版: 假设我有一个key,对应的value是Hash类型的。如果Hash对象非常大,是不支持映射到不同节点的!只能映射到集群中的一个节点上!还有就是做批量操作比较麻烦!
问题4:懂Redis的批量操作么?
正常版: 懂一点。比如mset、mget操作等,blabla
高调版: 我们在生产上采用的是Redis Cluster集群架构,不同的key会划分到不同的slot中,因此直接使用mset或者mget等操作是行不通的。
问题5:那在Redis集群模式下,如何进行批量操作?
正常版:不知道
高调版:这个问题其实可以写一篇文章了,改天写。这里说一种有一个很简单的答法,足够面试用。即:
如果执行的key数量比较少,就不用mget了,就用串行get操作。如果真的需要执行的key很多,就使用Hashtag保证这些key映射到同一台Redis节点上。简单来说语法如下
对于key为{foo}.student1、{foo}.student2,{foo}student3,这类key一定是在同一个redis节点上。因为key中“{}”之间的字符串就是当前key的hash tags, 只有key中{ }中的部分才被用来做hash,因此计算出来的redis节点一定是同一个!
ps:如果你用的是Proxy分片集群架构,例如Codis这种,会将mget/mset的多个key拆分成多个命令发往不同得Redis实例,这里不多说。我推荐答的还是Redis Cluster。
问题6:你们有对Redis做读写分离么?
正常版:没有做,至于原因额。。。额。。。额。。没办法了,硬着头皮扯~
高调版:不做读写分离。我们用的是Redis Cluster的架构,是属于分片集群的架构。而Redis本身在内存上操作,不会涉及IO吞吐,即使读写分离也不会提升太多性能,Redis在生产上的主要问题是考虑容量,单机最多10-20G,key太多降低Redis性能.因此采用分片集群结构,已经能保证了我们的性能。其次,用上了读写分离后,还要考虑主从一致性,主从延迟等问题,徒增业务复杂度。