Redis基础 | Like Wind

1.Redis有那些数据结构

字符串、字典Hash、列表List、集和Set、有序集和SortedSet。

….加分项

BitMap、Geo、HyperLogLog、

应用场景补充

字符串：常规的key-value缓存应用。常用计数器：微博数，粉丝数

hash: 存储部分变更数据，如用户信息等。

list: 可以构建消息队列

set: 交集、并集、差集，去重，找共同的爱好……

sortedset: 通过score对元素进行优先排序，带权重的消息队列

2.大量key同一时间过期

如果大量的key在同一时间过期，那么到过期的时间点Redis会发生卡顿现象，严重的话会造成缓存雪崩，解决方法是在设置失效时间时加上一个随机值。

3.Redis分布式锁

分布式锁是为了解决多进程之间的同步，redis可以实现分布式锁。可以用setnx原子操作来获得锁（），抢到之后用expire给锁添加过期时间。

1 2	setnx k v expire k timeout

追问：如果setnx获取锁成功，但线程执行expire之前崩溃，会如何，怎样解决？

此时，这个锁将一直被持有，无法释放。可以用同时具有setnx和expire的原子指令***解决：

1	set k v nx[key必须不存在] [ex t 秒级]/[px t 毫秒级]

4.如何在Redis中查询大量的具有固定前缀的key

可以利用keys指令查询，但该指令会一次性查找全部符合条件的key，会造成卡顿（Redis是单线程的）：

1	keys [pattern]

因为keys指令需要全部遍历，数据量很大的话，需要一定的执行时间。由于Redis是单线程，所以其他服务会暂停，直到keys指令结束。为避免此情况发生，可以使用scan指令，scan指令可以无阻塞的取出指定模式的key列表（每次执行会找到若干个符合条件的key），但会出现重复，所以客户端需要去重：

1	scan cursor[0代表从头开始] [MATCH pattern] [COUNT num]

由于scan不是一次性遍历（增量式迭代），所以在全部扫描完成时可能有些key会发生变化。

5.Redis异步队列

Redis可以实现异步队列，一般用List实现，rpush生产消息，lpop消费消息。当lpop没有消息可消费时，需要sleep一会儿重试。

除了sleep还可以使用blpop指令，在没有消息时，他会阻塞住直到消息到来。

一次生产，多次消费如何实现？

可以使用pub/sub主题订阅模式，可以实现1：N的消息队列

pub/sub有何问题

在消费者下线情况下，生产的消息会丢失，可以使用RabbitMQ。

如何实现延时队列

可以使用有序集和sortedset，将时间作为score，消息内容作为key，调用zadd来生产消息，消费者通过zrangebyscore指令获取N秒前的消息.

6.Redis持久化

Redis持久化有两种方式：RDB镜像全量持久化、AOF增量持久化。

RDB:

Redis每隔一段时间可以将所有数据备份到磁盘，Redis会fork一个子线程进行RDB操作，子线程创建后，父子线程共享数据段，父线程将继续提供服务，写脏的页面数据会和子线程分开（cow, copy on write)。cow数据未发生变化时，父子线程共享数据，一旦发生变化，子线程才会分配空间存储数据。

自动触发：配置文件中，可以配置经过多少次save就触发；

手动触发：通过bgsave命令，会fork一个子进程。

AOF：

将Redis执行的指令记录到磁盘，sync属性可以支持每条指令都写到磁盘，但代价较高。可以设置每秒sync，这样最多会丢失1s的数据。

AOF日志会随着时间不断变大，可以通过AOF重写解决。首先读取数据库中所有键值的状态，使用一条命令替代前面多条操作语句。使用bgrewriteaof命令进行重写，重写时会fork一个子进程进行重写，主进程将重写期间的命令放到重写缓冲区中，待重写完成将其添加到AOF文件中。

RDB无法实时持久化，AOF文件较大（AOF重写解决）。

7.Pipline是什么

普通的请求中，每次请求都对应一次IO操作等待（往返时延），而Pipline会将所有请求转化为一次IO操作（一次往返）。使用前提是指令之间没有因果相关性。

8.Redis的同步机制

Redis同步机制有两种：主从同步

主从同步：

从服务器向主服务器发送sync命令
主服务器收到sync命令，开始执行bgsave命令生成RDB文件，并用缓存开始记录此后执行的所有写命令
主服务器bgsave完成之后，向从服务器发送RDB文件，继续在缓存中记录写命令
从服务器收到RDB文件，丢弃所有旧数据，载入RDB
主服务器向从服务器发送缓存中的命令
从服务器载入RDB后开始接收命令请求，执行来自主服务器中的缓存命令

通过以上操作，全量同步完成，以后主服务器向从服务器发送所有的写操作进行增量同步。

9.Redis集群

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。

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。

10.Redis为什么快

数据放在内存中，而且其存储数据类似HashMap，所以速度很快
单线程，没有线程上下文切换开销
多路IO复用，可以一个线程监听多路IO

研究表明，redis的瓶颈在网络时延

11.Redis与memcached区别

memcached只支持字符串，redis支持更丰富的数据类型
redis支持数据持久化
redis支持数据备份，即master-slave

12.redis数据过期回收

定期回收

没过一段时间去抽查一部分数据是否过期，过期就删除。
惰性删除

使用key时，先判断是否过期，过期则删除。