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Redis常见问题/应用场景/面试题总结（含答案）

有勇气的牛排 552 数据库 2023-05-01 19:06:58

1、什么redis

开源：Redis是完全免费开源的，遵守BSD协议，是一个高性能的Key-Value数据库，并且为多种语言提供API。

对比传统数据库：与传统数据库不同的是，redis将数据存储在内存中，所以读写速度非常快，因此redis被广泛应用于缓存方向。

**其他：**除此之外，redis还支持多种数据类型、持久化、LUA脚本、多种集群方案等。

哈喽，大家好，我是[有勇气的牛排]（全网同名）🐮🐮🐮

有问题的小伙伴欢迎在文末[评论，点赞、收藏]是对我最大的支持！！！。

2、redis有什么特点

（2）支持多种数据类型：Redis不仅仅支持简单的Key-Value，同时还提供list、set、zset、hash等数据结构的存储。

（3）可备份(持久化)：Redis支持数据的备份，方式有RDB与AOF两种。

3、redis与memcache的区别

（1）持久化：memcache将数据全部存储在内存之中，断电后会丢失，并且数据不能超过内存大小，即不支持持久化；redis则支持持久化。

（2）数据类型：相比memcache，redis拥有更丰富的数据类型。

（3）集群：redis支撑分布式集群，memcache不支持。

（4）内存使用率：redis采用hash结构来做key-value存储，其利用率高于memcache。

（5）性能对比：redis使用单核，memcache使用多核。

4、按照数据类型，说下redis有哪些应用场景

4.1 String setnx分布式锁

setnx：当key不存在时才能成功设置值

在加分布式锁的时候，记得加上锁过期时间，避免因为各种原因导致锁无法得到释放。

4.2 hash 结构化数据

其存放的数据为结构化对象

# 场景：购物车 --- 一个用户，加购多个商品
bigkey		smallkey	value
用户id        商品id      商品属性

# 用户charles，加购2号商品5个
hset charles 2 5
# 用户charles，加购3号商品1个
hset charles 3 1
# 2号商品数量又+2
hset charles 2 2	# 2号合计7个

# 获取用户charles购物车所有商品
hget charles

4.3 list 队列、订阅

使用此数据结构，可以实现简单的队列功能，其中lrange命令，可以做分页功能。

# 场景：生产者、消费者

# 场景：公众号订阅 --- 创作者发布文章后，将文章写入订阅者的List中。

4.4 set 点赞、共同好友

set集合是放一堆不重复值的集合，自带去重功能（有交并补差功能）。

场景：抽奖

# 场景：抽奖

# (1) 001、002号用户参与抽奖
sadd user:lottery 001
sadd user:lottery 002

# (2) 查看参与人数
scard user:lottery

# (3) 随机选中2个中奖人
srandmember user:lottery 2	# 元素不删除
spop user:lottery 2			# 元素会删除（即不允许重复抽奖）

场景: 朋友圈点赞

# 场景: 朋友圈点赞
# 消息ID: 101
# 点赞用户: 001、002

# (1) 新增点赞
sadd pub:101 001 002

# (2) 001用户取消点赞
srem pub:001

# (3) 查看所有点赞用户
smembers pub:101

# (4) 点赞数量统计
scard pub:101

场景：可能喜欢的人

# 场景：可能喜欢的人
# 原理：取差集

sdiff user1 user2

4.5 zset 排行榜、TopN

场景：销售排行榜

# 场景：销售排行榜
商品		销售数量
101			10
102			15

# 添加商品到排行榜
zadd goods:sellsort 10 101 15 102

# 101又被卖出2个
zincrby goods:sellsort 2 101

# 查询销量前10名(定时刷新获取)
zrange goods:sellsort 0 9 withscores

4.6 bitmap 位图、打卡、签到、是否登录、广告点击

bitmap是由二进制位组成的bit数组

场景：统计用户登录次数

# 场景：按日期统计用户登录次数

# 创建用户映射  mysql数据id --- redis序号（序号指定唯一，不变，看需求，这步骤非必须）
hset uid:map 0 uid_0
hset uid:map 1 uid_1
hset uid:map 2 uid_2
hset uid:map 3 uid_3

# 查看所有用户
hgetall uid:map

# 记录登录过得用户
# 10号登录用户
setbit 20230310 0 1
setbit 20230310 1 1
setbit 20230310 2 1
# 11号登录用户
setbit 20230311 0 1
setbit 20230311 3 1

# 查看11号、0号用户是否登录
getbit 20230311 0

# 统计10、11号都登录过得用户
bitop and haslogin 20230310 20230311
bitcount haslogin

5、单线程的redis为什么这么快

（1）纯内存操作

（2）单线程操作，避免了频繁的上下文

（3）采用了非租塞I/0多路复用机制

6、缓存穿透、缓存雪崩、缓存预热

6.1 缓存穿透

一、定义：

一般指缓存系统通过key到缓存中查找value，如果缓存中不存在，则会到对应的后端查找；如果用户恶意发起大量不存在的key，就会导致后端压力非常大，这就叫做缓存穿透。

二、解决方法：

（1）采用布隆过滤器(Bloom Filter)

  • 将所有可能存在的数据key映射到布隆过滤器中，查询时，先判断key是否存在，如果不存在，则直接返回。

  • 缺点是存在一定的误判，因此需要业务有一定的容错性。

  • 使用bitmap数据结构，可以将高效利用空间。

（2）缓存空对象

将空值也缓存起来，缺点是会造成占用大量空间、特别浪费。

6.2 缓存雪崩

一、定义：

缓存雪崩通常指缓存服务器重启、**大量缓存同一时间失效(失效时间不合理)**的情况下，大量本该访问缓存的请求，直接去访问了数据库，导致系统宕机或服务器瘫痪。

二、解决方法：
（1）使用Redis集群，高可用架构，来保证redis不会挂。

（2）给缓存时间加随机值，避免集体失效。

（3）预热缓存：利用定时任务预热缓存，避免缓存失效后请求第一时间到达数据库

（4）多级缓存：在多级缓存中，可以设置不同缓存有效期，并将不同级别的数据合理分布在不同服务器上，从而空值缓存雪崩。

6.3 缓存预热

一、定义：

缓存预热指当用户在访问网站时，预先将网站数据存入缓存中，以便用户访问时，直接从缓存中拿取。

二、实现方法：

（1）定时任务：利用定时任务，实现定时刷新缓存。

（2）在项目上线时，如果数据量不大，自动加载。

6.4 缓存降级

一、定义：

缓存降级指当访问量过大时，可能会导致缓存失效或服务器挂掉得情况，调整缓存策略，以减小缓存服务器压力，以保证服务的正常，比如某些服务暂停提供等。

二、举例说明：

（1）热榜topN等服务暂停，只保证核心业务正常。

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