redis相关面试题

1、说一说你在项目中的redis的应用场景？

需要频繁查询的数据，分布式锁，spring session

1. 5大value类型：string hash list set zset
2. 基本上就是缓存
3. 为的是服务无状态，延申思考，看你的项目有哪些数据结构或对象，在单机里需要单机锁，在多机需要分布式锁，抽出来放入redis里面
4. 无锁化

2、redis是单线程还是多线程？

redis不同版本之间采用的线程模型是不一样的，在redis4.0版本之前使用的是单线程模型，在4.0版本之后
增加了多线程的支持。在4.0之前虽然我们说redis是单线程，也只是说它的网络I/O线程以及Set和Get操作是由一个线程完成的。但是redis的持久化、集群同步还是使用其他线程来完成。4.0之后添加了多线程的支持，主要体现在大数据的异步删除功能上，例如unlink key、flushdb async、flushall async等

3、为什么Redis在4.0之前会选择使用单线程？而且使用单线程还那么快？

为什么选择使用单线程呢？个人觉得主要是使用简单，不存在锁竞争，可以在无锁的情况下完成所有操作，不存在死锁和线程切换带来的性能和时间上的开销，但同时单线程也不能完全发挥出多核CPU的性能。
至于为什么单线程那么快我觉得主要有以下几个原因：

1. redis的大部分操作都在内存中完成，内存中的执行效率本身就很快，并且采用了高效的数据结构，比如哈希表和跳表。
2. 使用单线程避免了多线程的竞争，省去了多线程切换带来的时间和性能开销，并且不会出现死锁。
3. 采用I/O多路复用机制处理大量客户端的Socket请求，因为这是基于非阻塞的I/O模型，这就让redis可以高效地进行网络通信，I/O的读写流程也不再阻塞。

4、Redis是如何实现数据不丢失的呢？

redis数据是存储在内存中的，为了包装数据不丢失，那就要把数据从内存存储到磁盘上，以便在服务器重启后还能够从磁盘中恢复原有数据，这就是redis的数据持久化。redis数据持久化有三种方式。

• AOF 日志（Append Only File，文件追加方式）：记录所有的操作命令，并以文本的形式追加到文件中。
• RDB 快照（Redis DataBase）：将某一个时刻的内存数据，以二进制的方式写入磁盘。
• 混合持久化方式：Redis 4.0 新增了混合持久化的方式，集成了 RDB 和 AOF 的优点。

5、 AOF和 RDB的实现原理？

AOF采用的是写后日志的方式，Redis先执行命令把数据写入内存，然后再记录日志到文件中。AOF日志记录的是操作命令，不是实际的数据，如果采用AOF方法做故障恢复时需要将全量日志都执行一遍。
RDB采用的是内存快照的方式，它记录的是某一时刻的数据，而不是操作，所以采用RDB方法做故障恢复时只需要直接把RDB文件读入内存即可，实现快速恢复。

6、我们平常使用的MySQL采用的是“写前日志”，为什么AOF要采用写后日志的方式呢？

这个主要是由于redis在写入日志之前，不对命令进行语法检查，所以只记录执行成功的命令，避免出现错误命令的情况，而且在命令执行后再写日志不会阻塞当前的写操作。

7、那后写日志又有什么风险呢？

• 数据可能丢失：如果redis刚执行完成命令，此时发生故障宕机，会导致此条命令存在丢失的风险。
• 可能阻塞其他的操作：APF日志其实也是在主线程中执行，所以当redis把日志写入到磁盘文件中的时候，还是会阻塞后续的操作无法执行。

8、RDB做快照时会阻塞线程吗？

redis提供了两个命令来生成RDB快照文件，分别是save和bgsave。save命令在主线程中执行，会导致阻塞。而bgsave命令则会创建一个子进程，用于写入RDB文件的操作，避免了对主线程的阻塞，这也是redis RDB的默认配置。

9、RDB做快照的时候数据能修改吗？

save是同步的会阻塞客户端命令，bgsave的时候是可以修改的。

10、那redis是怎么解决在bgsave做快照的时候允许数据修改呢？

这里主要是利用bgsave的子线程实现的，具体操作如下：

• 如果主线程执行读操作，则主线程和bgsave子进程互相不影响；
• 如果主线程执行写操作，则被修改的数据会复制一份副本，然后bgsave子进程会把该副本数据写入RDB文件，在这个过程中，主线程仍然可以修改原来的数据；
  

11、Redis如何实现高可用吧？

Redis实现高可用主要有三种方式：主从复制、哨兵模式，以及 Redis 集群。

• 主从复制
  将从前的一台 Redis 服务器，同步数据到多台从 Redis 服务器上，即一主多从的模式，这个跟MySQL主从复制的原理一样。
  
• 哨兵模式
  使用 Redis 主从服务的时候，会有一个问题，就是当 Redis 的主从服务器出现故障宕机时，需要手动进行恢复，为了解决这个问题，Redis 增加了哨兵模式（因为哨兵模式做到了可以监控主从服务器，并且提供自动容灾恢复的功能）。
  
• Redis Cluster（集群）
  Redis Cluster 是一种分布式去中心化的运行模式，是在 Redis 3.0 版本中推出的 Redis 集群方案，它将数据分布在不同的服务器上，以此来降低系统对单主节点的依赖，从而提高 Redis 服务的读写性能。
  

12、使用哨兵模式在数据上有副本数据做保证，在可用性上又有哨兵监控，一旦master宕机会选举salve节点为master节点，这种已经满足了我们的生产环境需要，那为什么还需要使用集群模式呢？

哨兵模式归根结底还是主从模式，在主从模式下我们可以通过增加salve节点来扩展读并发能力，但是没办法扩展写能力和存储能力，存储能力只能是master节点能够承载的上限。所以为了扩展写能力和存储能力，我们就需要引入集群模式。

13、集群中那么多Master节点，redis cluster在存储的时候如何确定选择哪个节点呢？

Redis Cluster采用的是类一致性哈希算法实现节点选择的，Redis Cluster将自己分成了16384个Slot（槽位），哈希槽类似于数据分区，每个键值对都会根据它的 key，被映射到一个哈希槽中，具体执行过程分为两大步。

• 根据键值对的 key，按照 CRC16 算法计算一个 16 bit 的值。
• 再用 16bit 值对 16384 取模，得到 0~16383 范围内的模数，每个模数代表一个相应编号的哈希槽。

每个Redis节点负责处理一部分槽位，假如你有三个master节点 ABC，每个节点负责的槽位如下：

redis节点	负责的槽位
节点1	0-5460
节点2	5461-10921
节点3	10922-16383

这样就实现了cluster节点的选择。