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Redis

底层

  1. 使用IO多路复用

  2. 非CPU密集型任务

  3. 纯内存操作

  4. 巧妙数据结构

问答

一、单线程原理

二、Redis数据类型

类型

描述

实现原理

String

字符串类型，最简单的类型

类似数组的形式存储

Hash

类似Map的一种结构

采用hashtable或者ziplist进行具体实现

List

有序列表

采用intset或者hashtable存储

Set

无序集合，成员唯一

采用ziplist或者skiplist + hashtable实现

ZSet

带权值的无序集合，即每个ZSet元素还带有另外一个数字代表权值，集合通过权值进行排序

三、什么情况下使用Redis

  1. 针对热点数据进行缓存

  2. 对特定限时数据的存放

  3. 针对带热点权值数据排序的list

  4. 分布式锁

四、缓存的一些问题

1）缓存穿透

简述
解决

  1. 对数据库操作访问前进行校验，对不合法数据直接返回。bitmap

  2. 对于经常被访问的，并且数据库没有的键，缓存层记录键=null

2）缓存击穿

简述
解决

  1. 设置热点数据永不过期

  2. 对并发数据设置并发锁，降低并发性

3）缓存雪崩

简述
解决

  1. 缓存数据设置随机过期时间，防止同一时间大量数据过期

  2. 设置热点数据永不过期

  3. 对于集群部署的情况，将热点数据均匀分布到不同的缓存中

五、Redis集群部署方式

  1. 主从复制

  2. 哨兵模式

  3. Cluster集群模式

六、Redis的备份

1）RDB

  1. 生成当前数据的快照，并保存在硬盘中，可以通过手动命令，也可以设置自动触发

  2. save命令：手动出发RDB过程的命令。使用之后，服务器阻塞，直到RDB过程完成后终止，该过程占用内存较多

  3. bgsave命令：不完全阻塞主线程，该命令fork一个子进程用于执行RDB过程。其具体过程为：

    1. 判断此时又没有子进程用于RDB，有的话直接返回

    2. Redis进行fork子进程过程，此时父进程处于阻塞状态

    3. 子进程创建RDB文件，完成后返回给父进程

  4. 自动触发RDB机制

    1. 通过配置文件，设置一定时间后自动执行RDB

    2. 如采用主从复制过程，会自动执行RDB

    3. Redis执行shutdown时，在未开启AOF后会执行RDB

2）AOF

  1. AOF通过日志，对数据的写入修改操作进行记录。这种持久化方式实时性更好。通过配置文件打开AOF

  2. 持久化策略

    1. always。每执行一次数据修改命令就将其命令写入到磁盘日志文件上

    2. everysec。每秒将命令写入到磁盘日志上

    3. no。不主动设置，有操作系统决定什么时候写入到磁盘文件上

  3. AOF重写

    1. 随着客户端的不断进行操作，AOF文件也越来越大。Redis提供了bgrewriteaof函数，针对目前数据库数据，在不读取原有AOF文件的基础上，重写了一个新的AOF文件，减少了文件大小。（去除中间过程）

3）优缺点

  1. AOF占用的文件体积比RDB大

  2. 一般来说AOF备份对系统的消耗比RDB低。

  3. 对于备份时出现系统故障，RDB数据可能全丢，但AOF只会损失一部分

  4. RDB恢复速度比AOF低

七、淘汰机制

  1. noeviction：默认禁止驱逐数据。内存不够使用时，对申请内存的命令报错。

  2. volatile-lru：从设置了过期时间的数据集中淘汰最近没使用的数据。

  3. volatile-ttl：从设置了过期时间的数据集中淘汰即将要过期的数据。

  4. volatile-random：从设置了过期时间的数据中随机淘汰数据。

  5. allkeys-lru：淘汰最近没使用的数据。

  6. allkeys-random：随机淘汰数据

八、过期策略

  1. 定期删除：redis默认是每100ms就随机抽取一些设置了过期时间的key，并检查是否过期，如果过期就会删除。因此该删除策略并不会删除所有的过期key

  2. 惰性删除：在客户端需要获取某个key时，redis会先对其进行检查，如果key设置了过期时间且已经过期就会删除

  3. 实际上，redis结合两种手段，保证删除过期的key

九、Redis快的原因

  1. Redis是基于内存的数据库，内存数据读取存储效率远大于硬盘型

  2. Redis采用多路复用技术通过而epoll的非阻塞IO，提升了效率

命令

命令

说明

用法

SETNX

set if not exists

setnx key [seconds] value

PSETNX

set

psetnx key milliseconds value

keys

  1. keys命令是通过遍历全部db下的key再过滤实现的

  2. keys命令没有汇总各节点查询结果的逻辑，不会路由keys命令

  3. 设计目的是 调试或者特殊用途的，不适用于生产环境。

  4. 可以使用SCAN 或者 sets

分布式锁

特性

  1. 互斥性

  2. 高可用性

  3. 防止锁超时

  4. 独占性

实现分布式锁有哪些坑

  1. 不是原子操作

  2. 没有释放锁

  3. 释放了锁，但业务还没有执行完

  4. 释放了别人的锁

  5. 大量请求竞争锁失败

  6. 多节点Redis主从复制问题

  7. 高并发下锁的性能问题

Websites

  1. Redis Launchpad

Last modified: 28 十一月 2023
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