redis常见问题

基础概念

1. 什么是Redis？

回答：Redis(Remote Dictionary Server)是一个开源的、基于内存的键值存储系统，可用作数据库、缓存和消息代理。它支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，并提供持久化、复制、事务等功能。

2. Redis有哪些主要特点？

回答：

• 基于内存操作，读写速度快
• 支持丰富的数据结构
• 支持持久化(RDB和AOF)
• 支持主从复制
• 支持事务
• 支持Lua脚本
• 支持发布/订阅模式
• 支持键过期策略

数据结构

3. Redis支持哪些数据类型？

回答：

• String(字符串)：最基本类型，可以包含任何数据
• Hash(哈希)：键值对集合，适合存储对象
• List(列表)：字符串列表，按插入顺序排序
• Set(集合)：无序的字符串集合，不允许重复
• Sorted Set(有序集合)：与Set类似，但每个元素关联一个分数用于排序
• Bitmaps(位图)：通过特殊命令操作的字符串
• HyperLogLogs：用于基数统计
• Geospatial：地理空间索引

4. Redis的String类型最大能存储多大？

回答：Redis的String类型最大可以存储512MB的数据。

持久化

5. Redis有哪几种持久化方式？

回答：

1. RDB(Redis Database)：定时将内存中的数据快照写入磁盘

   • 优点：文件紧凑，恢复速度快，适合备份
   • 缺点：可能丢失最后一次快照后的数据

2. AOF(Append Only File)：记录所有写操作命令

   • 优点：数据安全性高，最多丢失1秒数据
   • 缺点：文件体积大，恢复速度慢

6. RDB和AOF如何选择？

回答：

• 如果对数据安全性要求不高，可以只使用RDB
• 如果既想保证数据安全又希望快速恢复，可以同时开启RDB和AOF
• 生产环境通常建议同时开启两种持久化方式

性能与优化

7. Redis为什么这么快？

回答：

1. 完全基于内存操作
2. 单线程模型避免了多线程的上下文切换和竞争条件
3. 使用多路复用I/O模型(epoll/kqueue)
4. 高效的数据结构设计
5. 直接使用C语言编写，执行效率高

8. Redis如何实现高可用？

回答：

• 主从复制：一个主节点，多个从节点，主节点负责写，从节点负责读
• 哨兵模式(Sentinel)：监控主从节点，自动故障转移
• Redis Cluster：分布式解决方案，数据分片存储，自动故障转移

高级特性

9. Redis事务与数据库事务有何区别？

回答：
Redis事务与数据库ACID事务的主要区别：

• Redis事务不支持回滚(没有Rollback)
• Redis事务是批量执行命令，中间不会被其他命令打断
• Redis事务没有隔离级别的概念
• Redis事务通过MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH命令实现

10. Redis的过期策略有哪些？

回答：

1. 定时删除：设置键过期时间时创建定时器，到期立即删除(对内存友好，但对CPU不友好)
2. 惰性删除：访问键时检查是否过期，过期则删除(对CPU友好，但对内存不友好)
3. 定期删除：每隔一段时间随机检查并删除过期键(折中方案)

Redis实际采用惰性删除+定期删除的组合策略。

实际应用

11. Redis如何实现分布式锁？

回答：
使用SET命令的NX(不存在才设置)和PX(设置过期时间)选项：

SET lock_key unique_value NX PX 30000

解锁时需要先比较unique_value再删除，可以使用Lua脚本保证原子性。

12. Redis的缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿是什么？如何解决？

回答：

1. 缓存雪崩：大量缓存同时失效，请求直接打到数据库

   • 解决方案：设置不同的过期时间，使用集群降低风险，加锁或队列

2. 缓存穿透：查询不存在的数据，每次都打到数据库

   • 解决方案：布隆过滤器过滤非法请求，缓存空值

3. 缓存击穿：热点key过期瞬间大量请求打到数据库

   • 解决方案：设置热点数据永不过期，加互斥锁

13. Redis的内存淘汰策略有哪些？

回答：

1. noeviction：不淘汰，内存不足时返回错误(默认)
2. allkeys-lru：从所有key中淘汰最近最少使用的
3. volatile-lru：从设置了过期时间的key中淘汰最近最少使用的
4. allkeys-random：从所有key中随机淘汰
5. volatile-random：从设置了过期时间的key中随机淘汰
6. volatile-ttl：从设置了过期时间的key中淘汰剩余时间最短的

集群相关

14. Redis Cluster如何实现数据分片？

回答：
Redis Cluster使用哈希槽(16384个槽)进行数据分片：

1. 每个键通过CRC16算法计算后对16384取模得到槽位
2. 集群中每个节点负责一部分哈希槽
3. 客户端可以直接连接到正确的节点，或通过重定向获取数据

15. Redis主从复制的原理是什么？

回答：

1. 从节点执行SLAVEOF命令建立复制关系
2. 主节点执行BGSAVE生成RDB文件并发送给从节点
3. 从节点接收并加载RDB文件
4. 主节点将后续的写命令发送给从节点
5. 从节点执行这些命令保持数据同步

其他问题

16. Redis为什么选择单线程模型？

回答：

1. 避免多线程的上下文切换和竞争条件
2. 基于内存操作，CPU通常不是瓶颈
3. 使用I/O多路复用处理网络请求
4. 单线程模型更简单，易于维护

注意：Redis 6.0引入了多线程I/O(处理网络请求)，但命令执行仍然是单线程。

17. Redis的Pipeline有什么作用？

回答：
Pipeline可以将多个命令打包一次性发送给Redis服务器，减少网络往返时间(RTT)，显著提高批量操作的性能。但Pipeline中的命令不是原子性的。

18. Redis和Memcached有什么区别？

回答：
| 特性 | Redis | Memcached |
|——|——-|———–|
| 数据类型 | 支持多种数据结构 | 仅支持字符串 |
| 持久化 | 支持 | 不支持 |
| 集群 | 原生支持 | 需要客户端实现 |
| 线程模型 | 单线程(6.0+多线程I/O) | 多线程 |
| 内存管理 | 原生支持 | 依赖Slab Allocation |
| 适用场景 | 复杂数据结构、持久化需求 | 简单键值缓存 |

19. Redis的发布订阅模式如何工作？

回答：

1. 客户端可以订阅一个或多个频道
2. 发布者向频道发送消息
3. 所有订阅该频道的客户端都会收到消息
4. 使用PUBLISH、SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE等命令实现

20. Redis的Lua脚本有什么优势？

回答：

1. 减少网络开销：多个命令可以打包在一个脚本中执行
2. 原子性：脚本执行期间不会被其他命令打断
3. 复用：脚本可以存储在Redis中重复使用
4. 灵活性：可以使用复杂的逻辑处理数据