Java架构师之面试题

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: Redis

1、什么是 Redis?

Redis 是完全开源免费的,遵守 BSD 协议,是一个高性能的 key-value 数据库。

Redis 与其他 key - value 缓存产品有以下三个特点:

Redis 支持数据的持久化,可以将内存中的数据保存在磁盘中,重启的时候可以再 次加载进行使用。

Redis 不仅仅支持简单的 key-value 类型的数据,同时还提供 list,set,zset, hash 等数据结构的存储。

Redis 支持数据的备份,即 master-slave 模式的数据备份。

Redis 优势

性能极高 – Redis 能读的速度是 110000 次/s,写的速度是 81000 次/s 。 丰富的数据类型 – Redis 支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。

原子 – Redis 的所有操作都是原子性的,意思就是要么成功执行要么失败完全不 执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务,即原子性,通过 MULTI 和 EXEC 指令包起来。

丰富的特性 – Redis 还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

Redis 与其他 key-value 存储有什么不同?

Redis 有着更为复杂的数据结构并且提供对他们的原子性操作,这是一个不同于其 他数据库的进化路径。Redis 的数据类型都是基于基本数据结构的同时对程序员透 明,无需进行额外的抽象。

Redis 运行在内存中但是可以持久化到磁盘,所以在对不同数据集进行高速读写时 需要权衡内存,因为数据量不能大于硬件内存。在内存数据库方面的另一个优点 是,相比在磁盘上相同的复杂的数据结构,在内存中操作起来非常简单,这样 Redis 可以做很多内部复杂性很强的事情。同时,在磁盘格式方面他们是紧凑的以追加 的方式产生的,因为他们并不需要进行随机访问。

2、Redis 的数据类型?

答:Redis 支持五种数据类型:string(字符串),hash(哈希),list(列表), set(集合)及 zsetsorted set:有序集合)。

我们实际项目中比较常用的是 string,hash 如果你是 Redis 中高级用户,还需要 加上下面几种数据结构 HyperLogLog、Geo、Pub/Sub。

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是 O1)

2、支持丰富数据类型,支持 string,list,set,Zset,hash 等

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如果你说还玩过 Redis Module,像 BloomFilter,RedisSearch,Redis-ML,面 试官得眼睛就开始发亮了。

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 和 AOF 机制: 1、RDBRedis DataBase)持久化方式: 是指用数据集快照的方式半持久化模式) 记录 redis 数据库的所有键值对,在某个时间点将数据写入一个临时文件,持久化 结束后,用这个临时文件替换上次持久化的文件,达到数据恢复。

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、AOFAppend-only file)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。

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 flushall))

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。

9、Redis 常见性能问题和解决方案:

1、Master 最好不要写内存快照,如果 Master 写内存快照,save 命令调度 rdbSave 函数,会阻塞主线程的工作,当快照比较大时对性能影响是非常大的,会间断性 暂停服务

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

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

4、尽量避免在压力很大的主库上增加从

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。

10、Redis 过期键的删除策略?

1、定时删除:在设置键的过期时间的同时,创建一个定时器 timer). 让定时器在键 的过期时间来临时,立即执行对键的删除操作。

2、惰性删除:放任键过期不管,但是每次从键空间中获取键时,都检查取得的键是 否过期,如果过期的话,就删除该键;如果没有过期,就返回该键。

3、定期删除:每隔一段时间程序就对数据库进行一次检查,删除里面的过期键。至 于要删除多少过期键,以及要检查多少个数据库,则由算法决定。

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