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?Redis面試常見(jiàn)問(wèn)題?

如果發(fā)生了緩存穿透、擊穿、雪崩，該如何解決？

緩存穿透

什么是布隆過(guò)濾器？

緩存擊穿

緩存雪崩

雙寫(xiě)一致性（redis做為緩存，mysql的數(shù)據(jù)如何與redis進(jìn)行同步呢？）

1.若一致性要求高：強(qiáng)一致方案（分布式鎖）

2.延時(shí)雙刪

數(shù)據(jù)的持久化

Redis持久化

RDB的執(zhí)行原理

AOF執(zhí)行原理

RDB與AOF對(duì)比

?編輯

Redis的數(shù)據(jù)過(guò)期策略有哪些

Redis數(shù)據(jù)刪除策略-惰性刪除

Redis數(shù)據(jù)刪除策略-定期刪除

Redis的數(shù)據(jù)淘汰策略有哪些

數(shù)據(jù)淘汰策略

數(shù)據(jù)淘汰策略-使用建議

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?Redis面試常見(jiàn)問(wèn)題?

?????????Redis面試八股主要分為：使用場(chǎng)景問(wèn)題和如何保障高并發(fā)問(wèn)題。其中使用場(chǎng)景問(wèn)題包括：

• Redis的數(shù)據(jù)持久化策略有哪些
• 什么是緩存穿透，怎么解決
• 什么是布隆過(guò)濾器
• 什么是緩存擊穿，怎么解決
• 什么是緩存雪崩，怎么解決
• redis雙寫(xiě)問(wèn)題
• Redis分布式鎖如何實(shí)現(xiàn)
• Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖如何合理的控制鎖的有效時(shí)長(zhǎng)
• Redis的數(shù)據(jù)過(guò)期策略有哪些
• Redis的數(shù)據(jù)淘汰策略有哪些

?高并發(fā)問(wèn)題包括：

• Redis集群有哪些方案
• 什么是 Redis 主從同步
• 場(chǎng)景使用Redis是單點(diǎn)還是集群 ? 哪種集群
• Redis分片集群中數(shù)據(jù)是怎么存儲(chǔ)和讀取的
• redis集群腦裂
• 怎么保證redis的高并發(fā)高可用
• 事務(wù)的命令有哪些
• Redis是單線程的，但是為什么還那么快？?

如果發(fā)生了緩存穿透、擊穿、雪崩，該如何解決？

緩存穿透

????????緩存穿透是指查詢一個(gè)一定不存在的數(shù)據(jù)，由于存儲(chǔ)層查不到數(shù)據(jù)因此不寫(xiě)入緩存，這將導(dǎo)致這個(gè)不存在的數(shù)據(jù)每次請(qǐng)求都要到 DB 去查詢，可能導(dǎo)致 DB 掛掉。這種情況大概率是遭到了攻擊。解決方案的話，我們通常都會(huì)用布隆過(guò)濾器來(lái)解決它。

解決方案一：緩存空數(shù)據(jù)，查詢返回的數(shù)據(jù)為空，仍把這個(gè)空結(jié)果進(jìn)行緩存（但可能會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)庫(kù)和Redis不一致的問(wèn)題）

解決方案二：布隆過(guò)濾器

什么是布隆過(guò)濾器？

????????布隆過(guò)濾器主要是用于檢索一個(gè)元素是否在一個(gè)集合中。我們當(dāng)時(shí)使用的是Redisson實(shí)現(xiàn)的布隆過(guò)濾器。它的底層原理是，先初始化一個(gè)比較大的數(shù)組，里面存放的是二進(jìn)制0或1。一開(kāi)始都是0，當(dāng)一個(gè)key來(lái)了之后，經(jīng)過(guò)3次hash計(jì)算，模數(shù)組長(zhǎng)度找到數(shù)據(jù)的下標(biāo)，然后把數(shù)組中原來(lái)的0改為1。這樣，三個(gè)數(shù)組的位置就能標(biāo)明一個(gè)key的存在。查找的過(guò)程也是一樣的。

????????布隆過(guò)濾器有可能會(huì)產(chǎn)生一定的誤判，我們一般可以設(shè)置這個(gè)誤判率，大概不會(huì)超過(guò)5%。其實(shí)這個(gè)誤判是必然存在的，要不就得增加數(shù)組的長(zhǎng)度。5%以內(nèi)的誤判率一般的項(xiàng)目也能接受，不至于高并發(fā)下壓倒數(shù)據(jù)庫(kù)。

緩存擊穿

????????緩存擊穿的意思是:redis某個(gè)熱點(diǎn)key過(guò)期或者剛開(kāi)始，但是此時(shí)有大量的用戶訪問(wèn)該過(guò)期key（或者大并發(fā)場(chǎng)景下剛開(kāi)始這個(gè)數(shù)據(jù)只在數(shù)據(jù)庫(kù)里不在緩存里），這個(gè)時(shí)候大并發(fā)的請(qǐng)求可能會(huì)瞬間把 DB 壓垮。

??解決方案有兩種方式：

• 第一，可以使用互斥鎖：當(dāng)緩存失效時(shí)，不立即去load db，先使用如 Redis 的 SETNX 去設(shè)置一個(gè)互斥鎖。當(dāng)操作成功返回時(shí)，再進(jìn)行 load db的操作并回設(shè)緩存，否則重試get緩存的方法。

• 第二種方案是設(shè)置當(dāng)前key邏輯過(guò)期，大概思路如下：

1) 在設(shè)置key的時(shí)候，設(shè)置一個(gè)過(guò)期時(shí)間字段一塊存入緩存中，不給當(dāng)前key設(shè)置過(guò)期時(shí)間；

2) 當(dāng)查詢的時(shí)候，從redis取出數(shù)據(jù)后判斷時(shí)間是否過(guò)期；

3) 如果過(guò)期，則開(kāi)通另外一個(gè)線程進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，當(dāng)前線程正常返回?cái)?shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)可能不是最新的。

總結(jié)，兩種方案各有利弊：如果選擇數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性，建議使用分布式鎖的方案，但性能上可能沒(méi)那么高，且有可能產(chǎn)生死鎖的問(wèn)題。如果選擇key的邏輯刪除，則優(yōu)先考慮高可用性，性能比較高，但數(shù)據(jù)同步這塊做不到強(qiáng)一致。

緩存雪崩

????????緩存雪崩是，設(shè)置緩存時(shí)采用了相同的過(guò)期時(shí)間，導(dǎo)致緩存在某一時(shí)刻同時(shí)失效，請(qǐng)求全部轉(zhuǎn)發(fā)到DB，DB瞬時(shí)壓力過(guò)重而雪崩。與緩存擊穿的區(qū)別是：雪崩是很多key，而擊穿是某一個(gè)key緩存。

????????解決方案主要是，給緩存業(yè)務(wù)添加降級(jí)限流策略或者給業(yè)務(wù)添加多級(jí)緩存?？梢詫⒕彺媸r(shí)間分散開(kāi)。比如，可以在原有的失效時(shí)間基礎(chǔ)上增加一個(gè)隨機(jī)值，比如1-5分鐘隨機(jī)。這樣，每一個(gè)緩存的過(guò)期時(shí)間的重復(fù)率就會(huì)降低，就很難引發(fā)集體失效的事件。

雙寫(xiě)一致性（redis做為緩存，mysql的數(shù)據(jù)如何與redis進(jìn)行同步呢？）

不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景有不同的策略，面試時(shí)一定要根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)際情況回答。

雙寫(xiě)一致性：當(dāng)修改了數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)也要同時(shí)更新緩存的數(shù)據(jù)，緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)要保持一致

1.若一致性要求高：強(qiáng)一致方案（分布式鎖）

采用redisson實(shí)現(xiàn)的讀寫(xiě)鎖。

????????在讀的時(shí)候添加共享鎖，可以保證讀讀不互斥，讀寫(xiě)互斥(其他線程可以一起讀，但是不能寫(xiě))。當(dāng)我們更新數(shù)據(jù)的時(shí)候，添加排他鎖，它是讀寫(xiě)，讀讀都互斥（其他線程不能讀也不能寫(xiě)），這樣就能保證在寫(xiě)數(shù)據(jù)的同時(shí)是不會(huì)讓其他線程讀數(shù)據(jù)的，避免了臟數(shù)據(jù)。排他鎖底層使用也是setnx，保證了同時(shí)只能有一個(gè)線程操作鎖住的方法。

共享鎖：讀鎖readLock，加鎖之后，其他線程可以共享讀操作。? ? ??

排他鎖：獨(dú)占鎖writeLock也叫，加鎖之后，阻塞其他線程讀寫(xiě)操作。

2.延時(shí)雙刪

• 策略原理：延時(shí)雙刪策略的核心是在寫(xiě)庫(kù)操作的前后分別進(jìn)行刪除緩存操作，并設(shè)定合理的超時(shí)時(shí)間來(lái)確保讀請(qǐng)求結(jié)束，寫(xiě)請(qǐng)求可以刪除可能產(chǎn)生的緩存臟數(shù)據(jù)。
• 具體步驟：先刪除緩存，再寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后線程休眠一段時(shí)間（比如500毫秒），最后再次刪除緩存。休眠時(shí)間的確定需要評(píng)估項(xiàng)目讀數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯的耗時(shí)，并考慮Redis和數(shù)據(jù)庫(kù)主從同步的耗時(shí)。
• 優(yōu)缺點(diǎn)：這種策略能在一定程度上解決數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題，但增加了寫(xiě)請(qǐng)求的耗時(shí)，并且在最差的超時(shí)時(shí)間內(nèi)，數(shù)據(jù)仍可能存在不一致性。

延時(shí)刪除的具體方案，異步通知保證數(shù)據(jù)的最終一致性

基于Canal的異步通知：

總結(jié)：

允許延時(shí)一致的業(yè)務(wù)，采用異步通知 使用MQ中間中間件，更新數(shù)據(jù)之后，通知緩存刪除 利用canal中間件，不需要修改業(yè)務(wù)代碼，偽裝為mysql的一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，canal通過(guò)讀取binlog數(shù)據(jù)更新緩存。強(qiáng)一致性的，采用Redisson提供的讀寫(xiě)鎖 共享鎖：讀鎖readLock，加鎖之后，其他線程可以共享讀操作 ? ? ? 排他鎖：獨(dú)占鎖writeLock也叫，加鎖之后，阻塞其他線程讀寫(xiě)操作

數(shù)據(jù)的持久化

在Redis中提供了兩種數(shù)據(jù)持久化的方式：1、RDB ? 2、AOF

Redis持久化

????????RDB全稱Redis Database Backup file（Redis數(shù)據(jù)備份文件），也被叫做Redis數(shù)據(jù)快照。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是把內(nèi)存中的所有數(shù)據(jù)都記錄到磁盤(pán)中。當(dāng)Redis實(shí)例故障重啟后，從磁盤(pán)讀取快照文件，恢復(fù)數(shù)據(jù)。

RDB的執(zhí)行原理

????????bgsave開(kāi)始時(shí)會(huì)fork主進(jìn)程得到子進(jìn)程，子進(jìn)程共享主進(jìn)程的內(nèi)存數(shù)據(jù)。完成fork后讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)并寫(xiě)入 RDB 文件。 fork采用的是copy-on-write技術(shù)： 當(dāng)主進(jìn)程執(zhí)行讀操作時(shí)，訪問(wèn)共享內(nèi)存； 當(dāng)主進(jìn)程執(zhí)行寫(xiě)操作時(shí)，則會(huì)拷貝一份數(shù)據(jù)，執(zhí)行寫(xiě)操作。

AOF執(zhí)行原理

????????AOF全稱為Append Only File（追加文件）。Redis處理的每一個(gè)寫(xiě)命令都會(huì)記錄在AOF文件，可以看做是命令日志文件。

????????因?yàn)槭怯涗浢?#xff0c;AOF文件會(huì)比RDB文件大的多。而且AOF會(huì)記錄對(duì)同一個(gè)key的多次寫(xiě)操作，但只有最后一次寫(xiě)操作才有意義。通過(guò)執(zhí)行bgrewriteaof命令，可以讓AOF文件執(zhí)行重寫(xiě)功能，用最少的命令達(dá)到相同效果。Redis也會(huì)在觸發(fā)閾值時(shí)自動(dòng)去重寫(xiě)AOF文件。閾值也可以在redis.conf中配置。

RDB與AOF對(duì)比

Redis的數(shù)據(jù)過(guò)期策略有哪些

Redis數(shù)據(jù)刪除策略-惰性刪除

????????惰性刪除：設(shè)置該key過(guò)期時(shí)間后，我們不去管它，當(dāng)需要該key時(shí)，我們?cè)跈z查其是否過(guò)期，如果過(guò)期，我們就刪掉它，反之返回該key。

優(yōu)點(diǎn) ：對(duì)CPU友好，只會(huì)在使用該key時(shí)才會(huì)進(jìn)行過(guò)期檢查，對(duì)于很多用不到的key不用浪費(fèi)時(shí)間進(jìn)行過(guò)期檢查。

缺點(diǎn) ：對(duì)內(nèi)存不友好，如果一個(gè)key已經(jīng)過(guò)期，但是一直沒(méi)有使用，那么該key就會(huì)一直存在內(nèi)存中，內(nèi)存永遠(yuǎn)不會(huì)釋放。

Redis數(shù)據(jù)刪除策略-定期刪除

????????定期刪除：每隔一段時(shí)間，我們就對(duì)一些key進(jìn)行檢查，刪除里面過(guò)期的key(從一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)中取出一定數(shù)量的隨機(jī)key進(jìn)行檢查，并刪除其中的過(guò)期key)。

定期清理有兩種模式：

• SLOW模式是定時(shí)任務(wù)，執(zhí)行頻率默認(rèn)為10hz，每次不超過(guò)25ms，以通過(guò)修改配置文件redis.conf 的hz 選項(xiàng)來(lái)調(diào)整這個(gè)次數(shù)
• FAST模式執(zhí)行頻率不固定，但兩次間隔不低于2ms，每次耗時(shí)不超過(guò)1ms

優(yōu)點(diǎn)：可以通過(guò)限制刪除操作執(zhí)行的時(shí)長(zhǎng)和頻率來(lái)減少刪除操作對(duì) CPU 的影響。另外定期刪除，也能有效釋放過(guò)期鍵占用的內(nèi)存。 缺點(diǎn)：難以確定刪除操作執(zhí)行的時(shí)長(zhǎng)和頻率。

Redis的過(guò)期刪除策略：惰性刪除 + 定期刪除兩種策略進(jìn)行配合使用。

Redis的數(shù)據(jù)淘汰策略有哪些

數(shù)據(jù)淘汰策略

????????數(shù)據(jù)的淘汰策略：當(dāng)Redis中的內(nèi)存不夠用時(shí)，此時(shí)在向Redis中添加新的key，那么Redis就會(huì)按照某一種規(guī)則將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)刪除掉，這種數(shù)據(jù)的刪除規(guī)則被稱之為內(nèi)存的淘汰策略。

Redis支持8種不同策略來(lái)選擇要?jiǎng)h除的key：

1. noeviction： 不淘汰任何key，但是內(nèi)存滿時(shí)不允許寫(xiě)入新數(shù)據(jù)，默認(rèn)就是這種策略。
2. volatile-ttl： 對(duì)設(shè)置了TTL的key，比較key的剩余TTL值，TTL越小越先被淘汰
3. allkeys-random：對(duì)全體key ，隨機(jī)進(jìn)行淘汰。
4. volatile-random：對(duì)設(shè)置了TTL的key ，隨機(jī)進(jìn)行淘汰。
5. allkeys-lru： 對(duì)全體key，基于LRU算法進(jìn)行淘汰
6. volatile-lru： 對(duì)設(shè)置了TTL的key，基于LRU算法進(jìn)行淘汰
7. allkeys-lfu： 對(duì)全體key，基于LFU算法進(jìn)行淘汰
8. volatile-lfu： 對(duì)設(shè)置了TTL的key，基于LFU算法進(jìn)行淘汰

LRU（Least Recently Used）最近最少使用。用當(dāng)前時(shí)間減去最后一次訪問(wèn)時(shí)間，這個(gè)值越大則淘汰優(yōu)先級(jí)越高。 LFU（Least Frequently Used）最少頻率使用。會(huì)統(tǒng)計(jì)每個(gè)key的訪問(wèn)頻率，值越小淘汰優(yōu)先級(jí)越高。

數(shù)據(jù)淘汰策略-使用建議

1. ?優(yōu)先使用 allkeys-lru 策略。充分利用 LRU 算法的優(yōu)勢(shì)，把最近最常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)留在緩存中。
2. 如果業(yè)務(wù)有明顯的冷熱數(shù)據(jù)區(qū)分，建議使用。
3. 如果業(yè)務(wù)中數(shù)據(jù)訪問(wèn)頻率差別不大，沒(méi)有明顯冷熱數(shù)據(jù)區(qū)分，建議使用 allkeys-random，隨機(jī)選擇淘汰。
4. 如果業(yè)務(wù)中有置頂?shù)男枨?#xff0c;可以使用 volatile-lru 策略，同時(shí)置頂數(shù)據(jù)不設(shè)置過(guò)期時(shí)間，這些數(shù)據(jù)就一直不被刪除，會(huì)淘汰其他設(shè)置過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)。
5. 如果業(yè)務(wù)中有短時(shí)高頻訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，可以使用 allkeys-lfu 或 volatile-lfu 策略。

選用Redis八股：Docs