Redis面试题(2021最新版)

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前言

作为一个后端开发人员,不只是要求开发人员需要掌握 Redis,也要求运维人员也要懂 Redis。由于 Redis 的运用广泛,我们也知道它的重要性,至此面试中经常被问到。在这 80道 Redis 面试题中,考察知识点包括基础、数据结构指令、高并发处理、持久化、集群、复制、Redis 应用等。如果你最近在准备面试或者在学习 Redis,我相信本次小编可以满足你的面试需要。也希望我花了半个月整理的这些题目,解答对你有所帮助。

小编分享的这份金三银四Java后端开发面试总结包含了JavaOOP、Java集合容器、Java异常、并发编程、Java反射、Java序列化、JVM、Redis、Spring MVC、MyBatis、MySQL数据库、消息中间件MQ、Dubbo、Linux、ZooKeeper、 分布式&数据结构与算法等26个专题技术点,都是小编在各个大厂总结出来的面试真题,已经有很多粉丝靠这份PDF拿下众多大厂的offer,今天在这里总结分享给到大家!【持续更新中!】

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1、什么是 Redis?

Redis 是一个使用 C 语言写成的,开源的高性能key-value非关系缓存数据库。它支持存储的value 类型相对更多,包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和 hash(哈希类型)。Redis的数据都基于缓存的,所以很快,每秒可以处理超过 10万次读写操作,是已知性能最快的Key-Value DB。Redis也可以实现数据写入磁盘中,保证了数据的安全不丢 失,而且Redis的操作是原子性的。

2、Redis 的数据类型?

Redis主要有5种数据类型,包括String,List,Set,Zset,Hash,满足大部分的使用要求

3、使用 Redis 有哪些好处?

(1) 速度快,因为数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复

杂度都很低

(2)支持丰富数据类型,支持string,list,set,sorted set,hash

(3) 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

(4) 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

4、Redis 相比 Memcached 有哪些优势?

  • 1、Memcached 所有的值均是简单的字符串, redis 作为其替代者, 支持更为丰富的数据类
  • 2、Redis 的速度比 Memcached 快很3、Redis 可以持久化其数据

5、Memcache 与 Redis 的区别都有哪些?

1、存储方式 Memecache 把数据全部存在内存之中, 断电后会挂掉, 数据不能超过内存大小。 Redis有部份存在硬盘上, 这样能保证数据的持久性

2、数据支持类型 Memcache 对数据类型支持相对简单。 Redis 有复杂的数据类型。

3、使用底层模型不同 它们之间底层实现方式 以及与客户端之间通信的应用协议不一样。 Redis 直接自己构建了 VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话, 会浪费一定的时间去移动和请求。

6、Redis 是单进程单线程的?

  • 答: 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。

7、一个字符串类型的值能存储最大容量是多少?

  • 答: 512M

8、Redis 的持久化机制是什么?各自的优缺点?

Redis 提供两种持久化机制 RDB(默认) 和 AOF 机制:

RDB:是Redis DataBase缩写快照

  • RDB是Redis默认的持久化方式。按照一定的时间将内存的数据以快照的形式保存到硬盘中,对应产生的数据文件为dump.rdb。通过配置文件中的save参数来定义快照的周期。

优点:

  1. 只有一个文件 dump.rdb,方便持久化。
  2. 容灾性好,一个文件可以保存到安全的磁盘。
  3. 性能最大化,fork 子进程来完成写操作,让主进程继续处理命令,所以是 IO 最大化。使用单 独子进程来进行持久化,主进程不会进行任何 IO 操作,保证了 redis 的高性能
  4. 相对于数据集大时,比 AOF 的启动效率更高。

缺点:

  1. 数据安全性低。RDB 是间隔一段时间进行持久化,如果持久化之间 redis 发生故障,会发生数 据丢失。所以这种方式更适合数据要求不严谨的时候)
  2. AOF(Append-only fifile)持久化方式: 是指所有的命令行记录以 redis 命令请 求协议的格式 完全持久化存储)保存为 aof 文件。

AOF:持久化:

  • AOF持久化(即Append Only File持久化),则是将Redis执行的每次写命令记录到单独的日志文件
  • 中,当重启Redis会重新将持久化的日志中文件恢复数据。当两种方式同时开启时,数据恢复Redis会优先选择AOF恢复

优点:

  1. 数据安全,aof 持久化可以配置 appendfsync 属性,有 always,每进行一次 命令操作就记录 到 aof 文件中一次。
  2. 通过 append 模式写文件,即使中途服务器宕机,可以通过 redis-check-aof 工具解决数据一 致性问题。
  3. AOF 机制的 rewrite 模式。AOF 文件没被 rewrite 之前(文件过大时会对命令 进行合并重写),可以删除其中的某些命令(比如误操作的 flflushall))

缺点:

  1. AOF 文件比 RDB 文件大,且恢复速度慢。
  2. 数据集大的时候,比 rdb 启动效率低。

俩种持久化的优缺点是什么?

  • AOF文件比RDB更新频率高,优先使用AOF还原数据。
  • AOF比RDB更安全也更大
  • RDB性能比AOF好
  • 如果两个都配了优先加载AOF

9、Redis 常见性能问题和解决方案:

10、Redis 过期键的删除策略?

11、Redis 的回收策略(淘汰策略)?

12、为什么 Redis 需要把所有数据放到内存中?

  • 答: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。

13、Redis 的同步机制了解么?

  • 答:Redis 可以使用主从同步,从从同步。第一次同步时,主节点做一次 bgsave, 并同时将后续修改操作记录到内存 buffffer, 待完成后将 rdb 文件全量同步到复制节点, 复制节点接受完成后将 rdb 镜像加载到内存。加载完成后, 再通知主节点将期间修改的操作记录同步到复制节点进行重放就完成了同步过程。

14、Pipeline 有什么好处,为什么要用 pipeline?

  • 答:可以将多次 IO 往返的时间缩减为一次,前提是 pipeline 执行的指令之间没有因果相关性。使用redis-benchmark 进行压测的时候可以发现影响 redis 的 QPS 峰值的一个重要因素是 pipeline 批次指令的数目。

15、是否使用过 Redis 集群,集群的原理是什么?

  1. 、Redis Sentinal 着眼于高可用, 在 master 宕机时会自动将 slave 提升为master, 继续提供服务。
  2. 、Redis Cluster 着眼于扩展性, 在单个 redis 内存不足时, 使用 Cluster 进行分片存储。

16、Redis 集群方案什么情况下会导致整个集群不可用?

  • 答: 有 A, B, C 三个节点的集群,在没有复制模型的情况下,如果节点 B 失败了, 那么整个集群就会以为缺少 5501-11000 这个范围的槽而不可用。

17、Redis 支持的 Java 客户端都有哪些?官方推荐用哪个?

  • 答: Redisson、Jedis、lettuce 等等, 官方推荐使用 Redisson。

18、Jedis 与 Redisson 对比有什么优缺点?

  • 答: Jedis 是 Redis 的 Java 实现的客户端, 其 API 提供了比较全面的 Redis 命令的支持;Redisson 实现了分布式和可扩展的 Java 数据结构,和 Jedis 相比,功能较为简单, 不支持字符串操作, 不支持排序、事务、管道、分区等 Redis 特性。Redisson 的宗旨是促进使用者对 Redis 的关注分离,从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。

19、Redis 如何设置密码及验证密码?

  • 设置密码: confifig set requirepass 123456 授权密码: auth 123456

20、说说 Redis 哈希槽的概念?

  • 答: 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。

21、Redis 集群的主从复制模型是怎样的?

  • 答: 为了使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, 所以集群使用了主从复制模型,每个节点都会有 N-1 个复制品.

22、Redis 集群会有写操作丢失吗?为什么?

  • 答:Redis 并不能保证数据的强一致性,这意味这在实际中集群在特定的条件下可能会丢失写操作。

23、Redis 集群之间是如何复制的?

  • 答: 异步复制

24、Redis 集群最大节点个数是多少?

  • 答: 16384 个。

25、Redis 集群如何选择数据库?

  • 答: Redis 集群目前无法做数据库选择, 默认在 0 数据库。

26、怎么测试 Redis 的连通性?

  • 答: 使用 ping 命令。

27、怎么理解 Redis 事务?

答:

1) 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。

2) 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。

28、Redis 事务相关的命令有哪几个?

  • 答: MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH

29、Redis key 的过期时间和永久有效分别怎么设置?

  • 答: EXPIRE 和 PERSIST 命令。

30、Redis 如何做内存优化?

  • 答: 尽可能使用散列表( hashes), 散列表( 是说散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的所有信息存储到一张散列表里面.

31、Redis 回收进程如何工作的?

答: 一个客户端运行了新的命令, 添加了新的数据。Redi 检查内存使用情况, 如果大于 maxmemory的限制, 则根据设定好的策略进行回收。一个新的命令被执行, 等等。所以我们不断地穿越内存限制的边界, 通过不断达到边界然后不断地回收回到边界以下。如果一个命令的结果导致大量内存被使用(例如很大的集合的交集保存到一个新的键), 不用多久内存限制就会被这个内存使用量超越。

32、都有哪些办法可以降低 Redis 的内存使用情况呢?

  • 答:如果你使用的是 32 位的 Redis 实例,可以好好利用 Hash,list,sorted set,set 等集合类型数据, 因为通常情况下很多小的 Key-Value 可以用更紧凑的方式存放到一起。

33、Redis 的内存用完了会发生什么?

  • 答:如果达到设置的上限,Redis 的写命令会返回错误信息( 但是读命令还可以正常返回。) 或者你可以将 Redis 当缓存来使用配置淘汰机制, 当 Redis 达到内存上限时会冲刷掉旧的内容。

34、一个 Redis 实例最多能存放多少的 keys?List、Set、Sorted Set 他们最多能存放多少元素?

  • 答:理论上 Redis 可以处理多达 232 的 keys,并且在实际中进行了测试,每个实例至少存放了 2 亿 5千万的 keys。我们正在测试一些较大的值。任何 list、set、和 sorted set 都可以放 232 个元素。换句话说, Redis 的存储极限是系统中的可用内存值。

35、MySQL 里有 2000w 数据,redis 中只存 20w 的数据,如何保证 redis 中的数据都是热点数据?

  • 答: Redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候, 就会施行数据淘汰策略。相关知识: Redis 提供 6种数据淘汰策略:
  • volatile-lru:从已设置过期时间的数据集( server.dbi.expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰
  • volatile-ttl: 从已设置过期时间的数据集( server.dbi.expires) 中挑选将要过期的数据淘汰
  • volatile-random: 从已设置过期时间的数据集( server.dbi.expires) 中任意选择数据淘汰
  • allkeys-lru: 从数据集( server.dbi.dict) 中挑选最近最少使用的数据淘汰
  • allkeys-random: 从数据集( server.dbi.dict) 中任意选择数据淘汰
  • no-enviction( 驱逐) : 禁止驱逐数据

36、Redis 最适合的场景?

1、会话缓存( Session Cache)

最常用的一种使用 Redis 的情景是会话缓存( session cache)。用 Redis 缓存会话比其他存储( 如Memcached)的优势在于:Redis 提供持久化。当维护一个不是严格要求一致性的缓存时, 如果用户的购物车信息全部丢失, 大部分人都会不高兴的, 现在, 他们还会这样吗? 幸运的是, 随着 Redis这些年的改进, 很容易找到怎么恰当的使用 Redis 来缓存会话的文档。甚至广为人知的商业平台Magento 也提供 Redis 的插件。

2、全页缓存( FPC)

除基本的会话 token 之外, Redis 还提供很简便的 FPC 平台。回到一致性问题, 即使重启了 Redis 实例, 因为有磁盘的持久化, 用户也不会看到页面加载速度的下降,这是一个极大改进,类似 PHP 本地FPC。 再次以 Magento 为例,Magento 提供一个插件来使用 Redis 作为全页缓存后端。 此外, 对WordPress 的用户来说, Pantheon 有一个非常好的插件 wp-redis, 这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。

3、队列

Reids 在内存存储引擎领域的一大优点是提供 list 和 set 操作, 这使得 Redis 能作为一个很好的消息队列平台来使用。Redis 作为队列使用的操作,就类似于本地程序语言( 如 Python)对 list 的 push/pop操作。 如果你快速的在 Google 中搜索“ Redis queues”, 你马上就能找到大量的开源项目, 这些项目的目的就是利用 Redis 创建非常好的后端工具, 以满足各种队列需求。例如, Celery 有一个后台就是使用 Redis 作为 broker, 你可以从这里去查看。

4, 排行榜/计数器

Redis 在内存中对数字进行递增或递减的操作实现的非常好。集合( Set) 和有序集合( Sorted Set)也使得我们在执行这些操作的时候变的非常简单,Redis 只是正好提供了这两种数据结构。所以, 我们要从排序集合中获取到排名最靠前的 10 个用户– 我们称之为“ user_scores”, 我们只需要像下面一样执行即可: 当然,这是假定你是根据你用户的分数做递增的排序。如果你想返回用户及用户的分数,你需要这样执行: ZRANGEuser_scores 0 10 WITHSCORES Agora Games 就是一个很好的例子, 用Ruby 实现的, 它的排行榜就是使用 Redis 来存储数据的, 你可以在这里看到。

5、发布/订阅

最后( 但肯定不是最不重要的)是 Redis 的发布/订阅功能。发布/订阅的使用场景确实非常多。我已看见人们在社交网络连接中使用, 还可作为基于发布/订阅的脚本触发器, 甚至用 Redis 的发布/订阅功能来建立聊天系统!

37、假如 Redis 里面有 1 亿个 key,其中有 10w 个 key 是以某个固定的已知的前缀开头的,如果将它们全部找出来?

38、如果有大量的 key 需要设置同一时间过期,一般需要注意什么?

  • 答:如果大量的 key 过期时间设置的过于集中,到过期的那个时间点,redis 可能会出现短暂的卡顿现象。一般需要在时间上加一个随机值, 使得过期时间分散一些。

39、使用过 Redis 做异步队列么,你是怎么用的?

40、使用过 Redis 分布式锁么,它是什么回事?

41、如何实现集群中的 session 共享存储?

42、memcached 与redis 的区别?

43、查看 Redis 使用情况及状态信息用什么命令?

  • info

44、Redis 的内存用完了会发生什么?

  • 如果达到设置的上限,Redis 的写命令会返回错误信息(但是读命令还可以正常返回。)或 者你可以将 Redis 当缓存来使用配置淘汰机制,当 Redis 达到内存上限时会冲刷掉旧的内容。

45、Redis 是单线程的,如何提高多核 CPU 的利用率?

  • 可以在同一个服务器部署多个 Redis 的实例,并把他们当作不同的服务器来使用,在某些时候,无论如何一个服务器是不够的, 所以,如果你想使用多个 CPU,你可以考虑一下分片(shard)

46、一个 Redis 实例最多能存放多少的 keys?List、Set、Sorted Set 他们最多能存放多少元素?

47、Redis 常见性能问题和解决方案?

(1) Master 最好不要做任何持久化工作,如 RDB 内存快照和 AOF 日志文件

(2) 如果数据比较重要,某个 Slave 开启 AOF 备份数据,策略设置为每秒同步一次

(3) 为了主从复制的速度和连接的稳定性,Master 和 Slave 最好在同一个局域网内

(4) 尽量避免在压力很大的主库上增加从库

(5) 主从复制不要用图状结构,用单向链表结构更为稳定,即:Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3...

这样的结构方便解决单点故障问题,实现 Slave 对 Master 的替换。如果 Master 挂了,可以立刻启用 Slave1 做 Master,其他不变。

48、Redis 提供了哪几种持久化方式?

49、如何选择合适的持久化方式?

50、修改配置不重启 Redis 会实时生效吗?

面试题答案解析完整文档:【Redis面试题【附答案解析】

最后

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