Redis面试题总结（2022版）

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Java虚拟机面试题总结（2022版）	https://blog.csdn.net/qq_37924396/article/details/125881033
Java集合面试题总结（2022版）	https://blog.csdn.net/qq_37924396/article/details/126058839
Mysql数据库面试题总结（2022版）	https://blog.csdn.net/qq_37924396/article/details/125901358
Spring面试题总结（2022版）	https://blog.csdn.net/qq_37924396/article/details/126354473
Redis面试题总结（2022版）	https://blog.csdn.net/qq_37924396/article/details/126111149
Java并发面试题总结（2022版）	https://blog.csdn.net/qq_37924396/article/details/125984564
分布式面试题总结（2022版）	https://blog.csdn.net/qq_37924396/article/details/126256455

1.常见考点

1.Redis 为何这么快？

第一：Redis完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常迅速，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是O(1)。
第二：数据结构简单，对数据操作也简单。
第三：采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，不存在多线程导致的CPU切换，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有死锁问题导致的性能消耗。
第四：使用多路复用IO模型，非阻塞IO。

ref:四大点，搞懂Redis到底快在哪里

2.为何使用单线程？

官方答案
因为 Redis 是基于内存的操作，CPU 不会成为 Redis 的瓶颈，而最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且 CPU 不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。

详细原因
1）不需要各种锁的性能消耗

Redis 的数据结构并不全是简单的 Key-Value，还有 List，Hash 等复杂的结构，这些结构有可能会进行很细粒度的操作，比如在很长的列表后面添加一个元素，在hash当中添加或者删除一个对象。这些操作可能就需要加非常多的锁，导致的结果是同步开销大大增加。

2）单线程多进程集群方案

单线程的威力实际上非常强大，每核心效率也非常高，多线程自然是可以比单线程有更高的性能上限，但是在今天的计算环境中，即使是单机多线程的上限也往往不能满足需要了，需要进一步摸索的是多服务器集群化的方案，这些方案中多线程的技术照样是用不上的。

所以单线程、多进程的集群不失为一个时髦的解决方案。

3.缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透

缓存雪崩

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• 什么是缓存雪崩?
  如果缓在某一个时刻出现大规模的key失效，那么就会导致大量的请求打在了数据库上面，导致数据库压力巨大，如果在高并发的情况下，可能瞬间就会导致数据库宕机。这时候如果运维马上又重启数据库，马上又会有新的流量把数据库打死。这就是缓存雪崩.

• 解决办法
  1）热点数据不过期
  2）随机分散过期时间
  3 ) 设置多级缓存

缓存击穿

• 什么是缓存击穿?
  缓存击穿跟缓存雪崩有点类似，缓存雪崩是大规模的key失效，而缓存击穿是某个热点的key失效，大并发集中对其进行请求，就会造成大量请求读缓存没读到数据，从而导致高并发访问数据库，引起数据库压力剧增。这种现象就叫做缓存击穿

• 解决办法
  1.互斥锁 在缓存失效后，通过互斥锁或者队列来控制读数据写缓存的线程数量，比如某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。这种方式会阻塞其他的线程，此时系统的吞吐量会下降
  热点数据缓存永远不过期。
  2.热点数据缓存永远不过期。
  3.熔断降级

缓存穿透

• 什么是缓存穿透?
  缓存穿透是指用户请求的数据在缓存中不存在即没有命中，同时在数据库中也不存在，导致用户每次请求该数据都要去数据库中查询一遍。如果有恶意攻击者不断请求系统中不存在的数据，会导致短时间大量请求落在数据库上，造成数据库压力过大，甚至导致数据库承受不住而宕机崩溃。

• 解决办法
  1.将无效的key存放进Redis中：
  当出现Redis查不到数据，数据库也查不到数据的情况，我们就把这个key保存到Redis中，设置value=“null”，并设置其过期时间极短，后面再出现查询这个key的请求的时候，直接返回null，就不需要再查询数据库了。但这种处理方式是有问题的，假如传进来的这个不存在的Key值每次都是随机的，那存进Redis也没有意义。
  2.使用布隆过滤器：
  如果布隆过滤器判定某个 key 不存在布隆过滤器中，那么就一定不存在，如果判定某个 key 存在，那么很大可能是存在(存在一定的误判率)。于是我们可以在缓存之前再加一个布隆过滤器，将数据库中的所有key都存储在布隆过滤器中，在查询Redis前先去布隆过滤器查询 key 是否存在，如果不存在就直接返回，不让其访问数据库，从而避免了对底层存储系统的查询压力。

4.数据库和缓存双写一致性

• 先删缓存后写 DB
  产生脏数据的概率较大（若出现脏数据，则意味着再不更新的情况下，查询得到的数据均为旧的数据）。
  比如两个并发操作，一个是更新操作，另一个是查询操作，更新操作删除缓存后，查询操作没有命中缓存，先把老数据读出来后放到缓存中，然后更新操作更新了数据库。于是，在缓存中的数据还是老的数据，导致缓存中的数据是脏的，而且还一直这样脏下去了。

• 先写 DB 再删缓存
  产生脏数据的概率较小，但是会出现一致性的问题；若更新操作的时候，同时进行查询操作并命中，则查询得到的数据是旧的数据。但是不会影响后面的查询。
  比如一个是读操作，但是没有命中缓存，然后就到数据库中取数据，此时来了一个写操作，写完数据库后，让缓存失效，然后之前的那个读操作再把老的数据放进去，所以会造成脏数据。

解决方案
1）缓存设置过期时间，实现最终一致性；
2）使用 Cannel 等中间件监听 binlog 进行异步更新；
3）通过 2PC 或 Paxos 协议保证一致性。

5.Redis持久化

• RDB

RDB是一种快照存储持久化方式，具体就是将Redis某一时刻的内存数据保存到硬盘的文件当中，默认保存的文件名为dump.rdb，而在Redis服务器启动时，会重新加载dump.rdb文件的数据到内存当中恢复数据。
开启RDB持久化方式
开启RDB持久化方式很简单，客户端可以通过向Redis服务器发送save或bgsave命令让服务器生成rdb文件，或者通过服务器配置文件指定触发RDB条件。

RDB的几个优点
与AOF方式相比，通过rdb文件恢复数据比较快。
rdb文件非常紧凑，适合于数据备份。
通过RDB进行数据备，由于使用子进程生成，所以对Redis服务器性能影响较小。

RDB的几个缺点
如果服务器宕机的话，采用RDB的方式会造成某个时段内数据的丢失，比如我们设置10分钟同步一次或5分钟达到1000次写入就同步一次，那么如果还没达到触发条件服务器就死机了，那么这个时间段的数据会丢失。
使用save命令会造成服务器阻塞，直接数据同步完成才能接收后续请求。
使用bgsave命令在forks子进程时，如果数据量太大，forks的过程也会发生阻塞，另外，forks子进程会耗费内存。

• AOF

AOF持久化方式会记录客户端对服务器的每一次写操作命令，并将这些写操作以Redis协议追加保存到以后缀为aof文件末尾，在Redis服务器重启时，会加载并运行aof文件的命令，以达到恢复数据的目的。

AOF的优点
AOF只是追加日志文件，因此对服务器性能影响较小，速度比RDB要快，消耗的内存较少。

AOF的缺点
AOF方式生成的日志文件太大，即使通过AFO重写，文件体积仍然很大。
恢复数据的速度比RDB慢。

6.五种数据类型

• 1、String是redis最基本的类型，可以理解成与memcached一模一样的类型，一个key对应一个value。value不仅是string，也可以是数字。string类型是二进制安全的，意思是redis的string类型可以包含任何数据，比如jpg图片或者序列化的对象。string类型的值最大能存储512M。
• 2、Hash是一个键值（key-value）的集合。redis的hash是一个string的key和value的映射表，Hash特别适合存储对象。常用命令：hget,hset,hgetall等。
• 3、List列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边） 常用命令：lpush、rpush、lpop、rpop、lrange(获取列表片段)等。
  应用场景：list应用场景非常多，也是Redis最重要的数据结构之一，比如twitter的关注列表，粉丝列表都可以用list结构来实现。
  数据结构：list就是链表，可以用来当消息队列用。redis提供了List的push和pop操作，还提供了操作某一段的api，可以直接查询或者删除某一段的元素。
  实现方式：redis list的是实现是一个双向链表，既可以支持反向查找和遍历，更方便操作，不过带来了额外的内存开销。
• 4、Set是string类型的无序集合。集合是通过hashtable实现的。set中的元素是没有顺序的，而且是没有重复的。
  常用命令：sdd、spop、smembers、sunion等。
  应用场景：redis set对外提供的功能和list一样是一个列表，特殊之处在于set是自动去重的，而且set提供了判断某个成员是否在一个set集合中。
• 5、Zset和set一样是string类型元素的集合，且不允许重复的元素。常用命令：zadd、zrange、zrem、zcard等。
  使用场景：sorted set可以通过用户额外提供一个优先级（score）的参数来为成员排序，并且是插入有序的，即自动排序。当你需要一个有序的并且不重复的集合列表，那么可以选择sorted set结构。和set相比，sorted set关联了一个double类型权重的参数score，使得集合中的元素能够按照score进行有序排列，redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
  实现方式：Redis sorted set的内部使用HashMap和跳跃表(skipList)来保证数据的存储和有序，HashMap里放的是成员到score的映射，而跳跃表里存放的是所有的成员，排序依据是HashMap里存的score，使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率，并且在实现上比较简单。
  我：我之前总结了一张图，关于数据类型的应用场景，如果您感兴趣，可以去我的掘金看。。
  数据类型应用场景总结
  

7.六种淘汰策略

Redis有六种淘汰策略

8.Redis的常用连接池有哪些

常用的有两种：Jedis 和 Lettuce。

• Jedis：Spring Boot 1.5.x 版本时默认的 Redis 客户端，实现上是直接连接 Redis Server，如果在多线程环境下是非线程安全的，这时候要使用连接池为每个 jedis 实例增加物理连接；
• Lettuce：Spring Boot 2.x 版本后默认的 Redis 客户端，基于 Netty 实现，连接实例可以在多个线程间并发访问，一个连接实例不够的情况下也可以按需要增加连接实例。

ref:spring cache及springboot如何使用redis连接池

2.集群

1.Redis主从复制

主从复制可以根据需要分为全量同步的增量同步两种方式。

• 全量同步
  Redis 全量复制一般发生在 slave 的初始阶段，这时 slave 需要将 master 上的数据都复制一份，具体步骤如下：
  
  1）slave 连接 master，发送 SYNC 命令；
  2）master 接到 SYNC 命令后执行 BGSAVE 命令生产 RDB 文件，并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令；
  3）master 执行完 BGSAVE 后，向所有的 slave 发送快照文件，并在发送过程中继续记录执行的写命令；
  4）slave 收到快照后，丢弃所有的旧数据，载入收到的数据；
  5）master 快照发送完成后就会开始向 slave 发送缓冲区的写命令；
  6）slave 完成对快照的载入，并开始接受命令请求，执行来自 master 缓冲区的写命令；
  7）slave 完成上面的数据初始化后就可以开始接受用户的读请求了。

• 增量同步
  增量复制实际上就是在 slave 初始化完成后开始正常工作时 master 发生写操作同步到 slave 的过程。增量复制的过程主要是 master 每执行一个写命令就会向 slave 发送相同的写命令，slave 接受并执行写命令，从而保持主从一致。

ref:Redis主从复制原理总结

2.Redis哨兵模式

当主服务器中断服务后，可以将一个从服务器升级为主服务器，以便继续提供服务，但是这个过程需要人工手动来操作。 为此，Redis 2.8中提供了哨兵工具来实现自动化的系统监控和故障恢复功能。
哨兵的作用就是监控Redis系统的运行状况。它的功能包括以下两个。
（1）监控主服务器和从服务器是否正常运行。
（2）主服务器出现故障时自动将从服务器转换为主服务器。
哨兵的工作方式：
每个Sentinel（哨兵）进程以每秒钟一次的频率向整个集群中的Master主服务器，Slave从服务器以及其他Sentinel（哨兵）进程发送一个 PING 命令。
如果一个实例（instance）距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值， 则这个实例会被 Sentinel（哨兵）进程标记为主观下线（SDOWN）
如果一个Master主服务器被标记为主观下线（SDOWN），则正在监视这个Master主服务器的所有 Sentinel（哨兵）进程要以每秒一次的频率确认Master主服务器的确进入了主观下线状态
当有足够数量的 Sentinel（哨兵）进程（大于等于配置文件指定的值）在指定的时间范围内确认Master主服务器进入了主观下线状态（SDOWN）， 则Master主服务器会被标记为客观下线（ODOWN）
在一般情况下， 每个 Sentinel（哨兵）进程会以每 10 秒一次的频率向集群中的所有Master主服务器、Slave从服务器发送 INFO 命令。
当Master主服务器被 Sentinel（哨兵）进程标记为客观下线（ODOWN）时，Sentinel（哨兵）进程向下线的 Master主服务器的所有 Slave从服务器发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次。
若没有足够数量的 Sentinel（哨兵）进程同意 Master主服务器下线， Master主服务器的客观下线状态就会被移除。若 Master主服务器重新向 Sentinel（哨兵）进程发送 PING 命令返回有效回复，Master主服务器的主观下线状态就会被移除。
哨兵模式的优缺点
优点：
哨兵模式是基于主从模式的，所有主从的优点，哨兵模式都具有。
主从可以自动切换，系统更健壮，可用性更高。
缺点：
Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

3.Redis高可用集群

redis的哨兵模式基本已经可以实现高可用，读写分离 ，但是在这种模式下每台redis服务器都存储相同的数据，很浪费内存，所以在redis3.0上加入了cluster模式，实现的redis的分布式存储，也就是说每台redis节点上存储不同的内容。
Redis-Cluster采用无中心结构,它的特点如下：
所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。
节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。
客户端与redis节点直连,不需要中间代理层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可。

3.常用命令

1.key pattern 查询相应的key

（1）redis允许模糊查询key　　有3个通配符 *、?、[]
（2）randomkey：返回随机key　　
（3）type key：返回key存储的类型
（4）exists key：判断某个key是否存在
（5）del key：删除key
（6）rename key newkey：改名
（7）renamenx key newkey：如果newkey不存在则修改成功
（8）move key 1：将key移动到1数据库
（9）ttl key：查询key的生命周期（秒） -2 表示key不存在，-1表示没有设置有效时间，不会过期
（10）expire key 整数值：设置key的生命周期以秒为单位
（11）pexpire key 整数值：设置key的生命周期以毫秒为单位
（12）pttl key：查询key 的生命周期（毫秒）
（13）perisist key：把指定key设置为永久有效
（14）flushdb 清空当前库
（15）flushall 清空所有库

2.字符串类型的操作

（1）set key value [ex 秒数] [px 毫秒数] [nx/xx]　　
如果ex和px同时写，则以后面的有效期为准
nx：如果key不存在则建立
xx：如果key存在则修改其值
（2）get key：取值
（3）mset key1 value1 key2 value2 一次设置多个值
（4）mget key1 key2 ：一次获取多个值
（5）setrange key offset value：把字符串的offset偏移字节改成value
如果偏移量 > 字符串长度，该字符自动补0x00
（6）append key value ：把value追加到key 的原值上
（7）getrange key start stop：获取字符串中[start, stop]范围的值
对于字符串的下标，左数从0开始，右数从-1开始
注意：当start>length，则返回空字符串
当stop>=length，则截取至字符串尾
如果start所处位置在stop右边，则返回空字符串
（8）getset key nrevalue：获取并返回旧值，在设置新值
（9）incr key：自增，返回新值，如果incr一个不是int的value则返回错误，incr一个不存在的key，则设置key为1
（10）incrby key 2：跳2自增
（11）incrbyfloat by 0.7： 自增浮点数　
（12）setbit key offset value：设置offset对应二进制上的值，返回该位上的旧值
注意：如果offset过大，则会在中间填充0
offset最大到多少
2^32-1，即可推出最大的字符串为512M
（13）bitop operation destkey key1 [key2…] 对key1 key2做opecation并将结果保存在destkey上
opecation可以是AND OR NOT XOR
（14）strlen key：取指定key的value值的长度
（15）setex key time value：设置key对应的值value，并设置有效期为time秒

3.链表操作

Redis的list类型其实就是一个每个子元素都是string类型的双向链表，链表的最大长度是2^32。list既可以用做栈，也可以用做队列。
list的pop操作还有阻塞版本，主要是为了避免轮询
（1）lpush key value：把值插入到链表头部
（2）rpush key value：把值插入到链表尾部
（3）lpop key ：返回并删除链表头部元素
（4）rpop key： 返回并删除链表尾部元素
（5）lrange key start stop：返回链表中[start, stop]中的元素
（6）lrem key count value：从链表中删除value值，删除count的绝对值个value后结束count > 0 从表头删除count < 0 从表尾删除 count=0 全部删除
（7）ltrim key start stop：剪切key对应的链接，切[start, stop]一段并把改制重新赋给key
（8）lindex key index：返回index索引上的值
（9）llen key：计算链表的元素个数
（10）linsert key after|before search value：在key 链表中寻找search，并在search值之前|之后插入value
（11）rpoplpush source dest：把source 的末尾拿出，放到dest头部，并返回单元值
　　　　应用场景： task + bak 双链表完成安全队列

业务逻辑： rpoplpush task bak
接收返回值并做业务处理
如果成功则rpop bak清除任务，如果不成功，下次从bak表取任务
（12）brpop，blpop key timeout：等待弹出key的尾/头元素timeout为等待超时时间，如果timeout为0则一直等待下去应用场景：长轮询ajax，在线聊天时能用到

4.hashes类型及操作

Redis hash 是一个string类型的field和value的映射表，它的添加、删除操作都是O(1)（平均）。hash特别适用于存储对象，将一个对象存储在hash类型中会占用更少的内存，并且可以方便的存取整个对象。
（1）hset myhash field value：设置myhash的field为value
（2）hsetnx myhash field value：不存在的情况下设置myhash的field为value
（3）hmset myhash field1 value1 field2 value2：同时设置多个field
（4）hget myhash field：获取指定的hash field
（5）hmget myhash field1 field2：一次获取多个field
（6）hincrby myhash field 5：指定的hash field加上给定的值
（7）hexists myhash field：测试指定的field是否存在
（8）hlen myhash：返回hash的field数量
（9）hdel myhash field：删除指定的field
（10）hkeys myhash：返回hash所有的field
（11）hvals myhash：返回hash所有的value
（12）hgetall myhash：获取某个hash中全部的field及value　
配置：
hash_max_zipmap_entries 64 #配置字段最多64个
hash_max_zipmap_value 512 #配置value最大为512字节

5.集合结构操作

特点：无序性、确定性、唯一性

（1）sadd key value1 value2：往集合里面添加元素
（2）smembers key：获取集合所有的元素
（3）srem key value：删除集合某个元素
（4）spop key：返回并删除集合中1个随机元素（可以坐抽奖，不会重复抽到某人）　　　
（5）srandmember key：随机取一个元素
（6）sismember key value：判断集合是否有某个值
（7）scard key：返回集合元素的个数
（8）smove source dest value：把source的value移动到dest集合中
（9）sinter key1 key2 key3：求key1 key2 key3的交集
（10）sunion key1 key2：求key1 key2 的并集
（11）sdiff key1 key2：求key1 key2的差集
（12）sinterstore res key1 key2：求key1 key2的交集并存在res里

6.有序集合

（1）zadd key score1 value1：添加元素
（2）zrange key start stop [withscore]：把集合排序后,返回名次[start,stop]的元素 默认是升续排列 withscores 是把score也打印出来
（3）zrank key member：查询member的排名（升序0名开始）
（4）zrangebyscore key min max [withscores] limit offset N：集合（升序）排序后取score在[min, max]内的元素，并跳过offset个，取出N个
（5）zrevrank key member：查询member排名（降序 0名开始）
（6）zremrangebyscore key min max：按照score来删除元素，删除score在[min, max]之间
（7）zrem key value1 value2：删除集合中的元素
（8）zremrangebyrank key start end：按排名删除元素，删除名次在[start, end]之间的
（9）zcard key：返回集合元素的个数
（10）zcount key min max：返回[min, max]区间内元素数量
（11）zinterstore dest numkeys key1[key2…] [WEIGHTS weight1 [weight2…]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]

7.服务器相关命令

（1）ping：测定连接是否存活
（2）echo：在命令行打印一些内容
（3）select：选择数据库
（4）quit：退出连接
（5）dbsize：返回当前数据库中key的数目
（6）info：获取服务器的信息和统计
（7）monitor：实时转储收到的请求
（8）config get 配置项：获取服务器配置的信息 config set 配置项 值：设置配置项信息
（9）flushdb：删除当前选择数据库中所有的key
（10）flushall：删除所有数据库中的所有的key
（11）time：显示服务器时间，时间戳（秒），微秒数
（12）bgrewriteaof：后台保存rdb快照
（13）bgsave：后台保存rdb快照
（14）save：保存rdb快照
（15）lastsave：上次保存时间
（16）shutdown [save/nosave]
注意：如果不小心运行了flushall，立即shutdown nosave，关闭服务器，然后手工编辑aof文件，去掉文件中的flushall相关行，然后开启服务器，就可以倒回原来是数据。如果flushall之后，系统恰好bgwriteaof了，那么aof就清空了，数据丢失。
（17）showlog：显示慢查询

4.分布式锁

1.redis实现分布式重入锁的方法

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5.Redistemplate的使用

1.RedisTemplate和StringRedisTemplate的区别

1.两者的关系是StringRedisTemplate继承RedisTemplate。
2. 两者的数据是不共通的；也就是说StringRedisTemplate只能管理StringRedisTemplate里面的数据，RedisTemplate只能管理RedisTemplate中的数据。
3. SDR默认采用的序列化策略有两种，一种是String的序列化策略，一种是JDK的序列化策略。
StringRedisTemplate默认采用的是String的序列化策略，保存的key和value都是采用此策略序列化保存的。
RedisTemplate默认采用的是JDK的序列化策略，保存的key和value都是采用此策略序列化保存的。

ref:redisTemplate与stringRedisTemplate的区别