Redis

分布式缓存与本地缓存的区别

分布式缓存所有分布式系统都可以访问，本地缓存只能当前jvm才能访问。

Redis的应用场景有哪些？

1. Token令牌的生成
2. 短信验证码Code (有效时间)
3. 缓存查询数据
4. 网页计数器
5. 分布式锁
6. 延迟操作

Redis线程模型IO多路复用

IO多路复用指多个channel或者网络IO，共用一个或者少量线程来处理。

为什么使用多路复用，是因为与用户网络传输是需要等待的，IO操作不能直接返回。所以使用IO多路复用来解决这个问题，防止一个IO阻塞影响其他IO的读取。

Redis线程为什么效率这么高

• 完全基于内存，绝大部分请求是纯粹的内存操作，非常快速。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都是O(1)；
• 数据结构简单，对数据操作也简单，Redis中的数据结构是专门进行设计的；
• 采用单线程，避免了不必要的上下文切换和竞争条件，也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU，不用去考虑各种锁的问题，不存在加锁释放锁操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗；
• 使用多路I/O复用模型，非阻塞IO；
• 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；

Redis线程线程安全吗？

安全，因为是单线程的。Redis使用单线程，可以避免上下文切换，效率最高。避免了线程切换、加锁等资源消耗。

因为Redis是基于内存的操作，CPU不是Redis的瓶颈，Redis的瓶颈最有可能是机器内存的大小或者网络带宽。

Redis分为16个库的作用(0~15)

Redis支持多个数据库，并且每个数据库的数据是隔离的不能共享，并且基于单机才有，如果是集群就没有数据库的概念。

Redis是一个字典结构的存储服务器，而实际上一个Redis实例提供了多个用来存储数据的字典，客户端可以指定将数据存储在哪个字典中。这与我们熟知的在一个关系数据库实例中可以创建多个数据库类似，所以可以将其中的每个字典都理解成一个独立的数据库。

Redis的常用五种数据类型

• String类型：String是redis最基本的类型，一个key对应一个value，sring类型是二进制安全的。意思是redis的string可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象, Sring类型是Redis最基本的数据类型，一个键最大能存储512MB。
• Hash类型：可以将Redis中的Hash类型看成具有>,其中同一个key可以有多个不同key值的，所以该类型非常适合于存储值对象的信息。
• List类型：Redis列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）
• Set类型：Redis 的 Set 是 String 类型的无序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。
• Sorted-Sets：Redis 有序集合和集合一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。

Redis中如何存放对象？

• 将对象序列化之后直接存储。
• 使用fastjson将对象转为json字符串之后存储。
• 使用hash数据类型。

二进制与json存放对象的区别

• 二进制序列化器需要向需要序列化的类应用[Serializable]特性，而Json序列化器不需要
• 二进制序列化器只能序列化字段，而不能序列化属性，也就是说当一个类中不显示定义字段，二进制序列化器是不起作用的，JSON序列化器没有这条规定。在JSON序列化器中，若某个字段不需要序列化，可向其应用[NonSerialized]特性，以节省网络传输的带宽以及减少序列化后文件大小。
• 二进制序列化后得到的是一个二进制文件，而JSON序列化后得到的是JSON字符串。

MySQL与Redis一致性解决方案

MySQL与Redis一致性解决同步问题

• 方式1：直接清除Redis的缓存，重新读取数据库即可
• 方式2：使用mq异步订阅mysql binlog实现增量同步
• 方式3：使用alibaba的canal

全量同步与增量同步实现的区别

全量同步：就是每天定时（避开高峰期）或者采用一个周期实现将数据拷贝到一个地方也就是Rdb存储。
增量同步：比如采用对行为的操作实现对数据的同步，也就是AOF。
全量与增量的比较：增量同步比全量同步更加消耗服务器的内存，但是能够更加的保证数据的同步。

RDB与AOF同步存在哪些区别

Redis提供了两种持久化的机制，分别为RDB、AOF实现，RDB采用定时（全量）持久化机制，但是服务器因为某种原因宕机后可能数据会丢失，AOF是基于数据日志操作实现的持久化，所以AOF采用增量同步的方案。
Redis已经帮助我默认开启了rdb存储。当两种方式同时开启时，数据恢复Redis会优先选择AOF恢复。

Redis内存满了，如何处理？

如果内存空间用满，就会自动驱逐老的数据。根据配置的内存淘汰策略来驱逐老数据。

Redis内存淘汰策略有哪些？

总共六种

• noeviction：当内存使用达到阈值的时候，所有引起申请内存的命令会报错。
• allkeys-lru：在主键空间中，优先移除最近未使用的key。(推荐)
• volatile-lru：在设置了过期时间的键空间中，优先移除最近未使用的key。
• allkeys-random：在主键空间中，随机移除某个key。
• volatile-random：在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个key。
• volatile-ttl：在设置了过期时间的键空间中，具有更早过期时间的key优先移除。

通过redis.conf文件来修改redis的淘汰策略。

比如下单30分钟未支付自动更改订单状态

利用key的有效时间来实现，当key失效之后会有个监听事件，通过失效监听事件的方法来修改订单状态。

Redis事务支持回滚吗？

支持
Multi 开启事务
EXEC 提交事务
Watch 可以监听一个或者多个key，在提交事务之前是否有发生了变化 如果发生边了变化就不会提交事务，没有发生变化才可以提交事务，版本号码，乐观锁
Discard 取消提交事务
注意：Redis官方是没有提供回滚方法， 只提供了取消事务。

Multi 开启事务存在那些优缺点

答：

Watch与 Multi 的区别

答：

Redis实现分布式锁的思路？

Redis实现分布式锁基于SetNx命令，因为在Redis中key是保证是唯一的。所以当多个线程同时的创建setNx时，只要谁能够创建成功谁就能够获取到锁。

Redis中SetnX与Set命令的区别

Set 命令 每次set时，可以修改原来旧值；
SetNx命令 每次SetNx检查该 key是否已经存在，如果已经存在的话不会执行任何操作。返回为0 如果已经不存在的话直接新增该key。
1：新增key成功， 0： 失败

在分布式锁中如果超时了？如何处理

答：给锁（key）设置一个有效期避免死锁的现象。

Redis主从复制的问题

答：单个Redis如果因为某种原因宕机的话，可能会导致Redis服务不可用，可以使用主从复制实现一主多从，主节点负责写的操作，从节点负责读的操作，主节点会定期将数据同步到从节点中，保证数据一致性的问题。

Redis主从复制整个原理过程

1.Redis从节点向主节点建立socket连接
2.Redis采用全量或者增量的形式将数据同步给从节点
全量复制：一般用于在初次的复制场景（从节点与主节点第一次建立）
增量复制：网络出现问题，从节点再次连接主节点时，主节点补发缺少的数据，每次数据增量同步

传统一主多从复制存在那些问题

如果主节点存在了问题，整个Redis环境是不可以实现写的操作

在Redis如何配置一主多从关系

答：相关配置Redis.conf

# replicaof  
slaveof 192.168.212.160 6379 #主节点的服务器
masterauth 123456
 info replication 
1
2
3
4

主从复制存在那些缺陷BUG

如果主节点存在了问题，整个Redis环境是不可以实现写的操作，需要人工更改配置变为主操作。
如何解决该问题：使用哨兵机制可以帮助解决Redis集群主从选举策略。

哨兵集群架构设计原理

1. 哨兵机制每个10s时间只需要配置监听我们的主节点就可以获取当前整个Redis集群的环境列表，采用info 命令形式。
2. 哨兵不建议是单机的，最好每个Redis节点都需要配置哨兵监听。
3. 哨兵集群原理是如何：多个哨兵都执行同一个主的master节点，订阅到相同都通道，有新的哨兵加入都会向通道中发送自己服务的信息，该通道的订阅者可以发现新哨兵的加入，随后相互建立长连接。
4. Master的故障发现 单个哨兵会向主的master节点发送ping的命令，如果master节点没有及时的响应，哨兵会认为该master节点为“主观不可用状态”会发送给其他都哨兵确认该Master节点是否不可用，当前确认的哨兵节点数>=quorum(可配置)，会实现重新选举。

master如何确定宕机重新选举

单个哨兵会向主的master节点发送ping的命令，如果master节点没有及时的响应，哨兵会认为该master节点为“主观不可用状态”会发送给其他都哨兵确认该Master节点是否不可用，当前确认的哨兵节点数>=quorum(可配置)，会实现重新选举。

哨兵集群配置需要注意的事项

哨兵机制只能解决master选举的问题，不能解决主从复制的问题。

Redis缓存穿透概念与解决方案

缓存穿透是指使用不存在的key进行大量的高并发查询，导致缓存无法命中，每次请求都要都要穿透到后端数据库查询，使得数据库的压力非常大，甚至导致数据库服务压死；
解决方案：

• 接口层实现api限流、用户授权、id检查等、 黑名单和白名单；
• 从缓存和数据库都取不到数据的话，一样将数据库空值放入缓存中，设置30s有效期避免使用同一个id对数据库攻击压力大；
• 使用布隆过滤器

Redis缓存击穿概念与解决方案

在高并发的情况下，当一个缓存key过期时，因为访问该key请求较大，多个请求同时发现缓存过期，因此对多个请求同时数据库查询、同时向Redis写入缓存数据，这样会导致数据库的压力非常大；
解决方案：

• 使用分布式锁
  保证在分布式情况下，使用分布式锁保证对于每个key同时只允许只有一个线程查询到后端服务，其他没有获取到锁的权限，只需要等待即可；这种高并发压力直接转移到分布式锁上，对分布式锁的压力非常大。
• 使用本地锁
  使用本地锁与分布式锁机制一样，只不过分布式锁适应于服务集群、本地锁仅限于单个服务使用。
• 软过过期
  设置热点数据永不过期或者异步延长过期时间；

Redis缓存雪崩概念与解决方案

缓存雪崩指缓存服务器重启或者大量的缓存集中在某个时间段失效，突然给数据库产生了巨大的压力，甚至击垮数据库的情况。

解决思路：防止多个key在同一时刻失效，对不用的数据使用不同的失效时间，加上随机数。

Redis集群有哪些方式

答：哨兵集群方式、RedisCluster集群。

主从复制集群存在哪些缺点

主节点只有一个，每个节点都保存全量同步数据，冗余的数据比较多；其次只能允许有一个主的节点，属于中心化的集群。

哨兵集群存在哪些缺点

主节点只有一个，每个节点都保存全量同步数据，冗余的数据比较多；

RedisCluster分片集群实现原理

采用hash槽的概念，预先分配16384个卡槽，并且将该卡槽分配给具体服务的节点；通过key进行crc16（key）%16384 获取余数，余数就是对应的卡槽的位置，一个卡槽可以存放多个不同的key，从而将读或者写转发到该卡槽的服务的节点。 最大的优点：动态扩容、缩容。

RedisCluster如何快速扩容

新增一个主节点
新增一个从节点
通过redis-cli --cluster add-node命令添加到集群中去，之后再分配卡槽 cluster slots /usr/redis/bin/redis-cli --cluster add-node 192.168.212.163:7007 192.168.212.163:7000 --cluster-slave --cluster-master-id 5d94171eb34ed4396bf5b9db8efaab4d96d0cf10

执行命令分配卡槽,执行该命令后填写分配卡槽的数量,再之后选择数据卡槽分配的规则。
/usr/redis/bin/redis-cli --cluster reshard 192.168.212.163:7000

RedisCluster如何实现减少冗余数据

就是RedisCluster的分片原理，根据key的hash值的不同分配到不同的卡槽（节点）。

redis在开发中的使用场景有哪些？怎么使用的。