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java高级常见面试题Redis篇

热度:31   发布时间:2024-03-10 01:45:29.0

一.介绍下Redis?redis有哪些数据类型?

  • Redis全称(Remote Dictionary Server)本质上是一个Key-Value类型的内存数据库,整个数据库统统加载在内存当中进行操作,定期通过异步操作把数据库数据flush到硬盘上进行保存。因为是纯内存操作,Redis的性能非常出色,每秒可以处理超过 10万次读写操作,是已知性能最快的Key-Value DB。**
  • Redis的出色之处不仅仅是性能,Redis最大的魅力是支持保存多种数据结构,此外单个value的最大限制是1GB,不像 memcached只能保存1MB的数据,因此Redis可以用来实现很多有用的功能,比方说用他的List来做FIFO双向链表,实现一个轻量级的高性能消息队列服务,用他的Set可以做高性能的tag系统等等。另外Redis也可以对存入的Key-Value设置expire时间,因此也可以被当作一 个功能加强版的memcached来用。
  • Redis的主要缺点是数据库容量受到物理内存的限制,不能用作海量数据的高性能读写,因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上。

常见的数据类型如下:

string 字符串(一个字符串类型最大存储容量为512M)
list 可以重复的集合
set 不可以重复的集合
hash 类似于Map
zest(sorted set) 带分数的set

二.为什么Redis需要把所有数据放到内存中?

Redis为了达到最快的读写速度将数据都读到内存中,并通过异步的方式将数据写入磁盘。所以redis具有快速和数据持久化的特征。如果不将数据放在内存中,磁盘I/O速度为严重影响redis的性能。在内存越来越便宜的今天,redis将会越来越受欢迎。 如果设置了最大使用的内存,则数据已有记录数达到内存限值后不能继续插入新值。

三.Redis提供了哪几种持久化方式?

RDB持久化方式能够在指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储。

AOF持久化方式记录每次对服务器写的操作,当服务器重启的时候会重新执行这些命令来恢复原始的数据,AOF命令以redis协议追加保存每次写的操作到文件末尾.Redis还能对AOF文件进行后台重写,使得AOF文件的体积不至于过大。

如果你只希望你的数据在服务器运行的时候存在,你也可以不使用任何持久化方式。

你也可以同时开启两种持久化方式,在这种情况下,当redis重启的时候会优先载入AOF文件来恢复原始的数据,因为在通常情况下AOF文件保存的数据集要比RDB文件保存的数据集要完整。

(1)RDB持久化:

每隔一段时间,将内存中的数据集写到磁盘

? Redis会单独创建(fork)一个子进程来进行持久化,会先将数据写入到个临时文件中,待持久化过程都结束了,再用这个临时文件替换上次持久化好的文件。整个过程中,主进程是不进行任何IO操作的,这就确保了极高的性能如果需要进行大规模数据的恢复,且对于数据恢复的完整性不是非常敏感,那RDB方式要比AOF方式更加的高效。

保存策略:

? save 9 00 1 900 秒内如果至少有 1 个 key 的值变化,则保存

? save 300 10 300 秒内如果至少有 10 个 key 的值变化,则保存

? save 60 1 0000 60 秒内如果至10000 个 key 的值变化,则保存

(2)AOF 持久化: 以日志形式记录每个更新((总结、改)操作

? Redis重新启动时读取这个文件,重新执行新建、修改数据的命令恢复数据。

保存策略:

? appendfsync always:每次产生一条新的修改数据的命令都执行保存操作;效率低,但是安全!

? appendfsync everysec:每秒执行一次保存操作。如果在未保存当前秒内操作时发生了断电,仍然会导致一部分数据丢失(即1秒钟的数据)。

? appendfsync no:从不保存,将数据交给操作系统来处理。更快,也更不安全的选择。

推荐(并且也是默认)的措施为每秒 fsync 一次, 这种 fsync 策略可以兼顾速度和安全性。

缺点:

? 1 比起RDB占用更多的磁盘空间

? 2 恢复备份速度要慢

? 3 每次读写都同步的话,有一定的性能压力

? 4 存在个别Bug,造成恢复不能

(3)选择策略:

? 可读的日志文本,通过操作AOF

官方推荐:

? 如果对数据不敏感,可以选单独用RDB;不建议单独用AOF,因为可能出现Bug;如果只是做纯内存缓存,可以都不用

四.redis是单线程的,为什么那么快

  1. 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)
  2. 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
  3. 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
  4. 使用多路I/O复用模型,非阻塞IO
  5. 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

五.缓存穿透怎么解决?

缓存系统定义:

按照KEY去查询VALUE,当KEY对应的VALUE一定不存在的时候并对KEY并发请求量很大的时候,就会对后端造成很大的压力。(查询一个必然不存在的数据。比如文章表,查询一个不存在的id,每次都会访问DB,如果有人恶意破坏,很可能直接对DB造成影响。)

由于缓存不命中,每次都要查询持久层。从而失去缓存的意义。

解决方法:

(1)缓存层缓 存空值。

缓存太多空值,占用更多空间。(优化:给个空值过 期时间)

存储层更新代码了,缓存层还是空值。(优化:后台设置时主动删除空值,并缓存把值进去)

(2)将数据库中所有的查询条件,放布隆过滤器中。当一个查询请求来临的时候,先经过布隆过滤器进行查,如果请求存在这个条件中,那么继续执行,如果不在,直接丢弃。

备注 :

比如数据库中有10000个条件,那么布隆过滤器的容量size设置的要稍微比10000大一些,比如12000.

对于误判率的设置,根据实际项目,以及硬件设施来具体定。但一定不能设置为0,并且误判率设置的越小,哈希函数跟数组长度都会更多跟更长,那么对硬件,内存中间的要求就会相应 的高

private st atic BloomFilter bloomFi lt er = BloomFilter.create(Funnels.integerFue l(), s ize, 000 01) ;

有了siz跟误判率,那么布隆过滤器会产相应的哈希函数跟数组。

综上:我们可以利用布隆过滤器,将redis缓存击穿制在一个可容的范围内。

六.哨兵模式是什么样的?

如果Master异常,则会进行Master-Slave切换,将其中一Slae作为Master,将之前的Master作为Slave

下线:

①主观下线:Subjectively Down,简称 SDOWN,指的是当前 Sentinel 实例对某个redis服务器做出的下线判断。

②客观下线:Objectively Down, 简称 ODOWN,指的是多个 Sentinel 实例在对Master Server做出 SDOWN 判断,并且通过 SENTINEL is-master-down-by-addr 命令互相交流之后,得出的Master Server下线判断,然后开启failover.

工作原理:

(1)每个Sentinel以每秒钟一次的频率向它所知的Master,Slave以及其他 Sentinel 实例发送一个 PING 命令 ;

(2)如果一个实例(instance)距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值, 则这个实例会被 Sentinel 标记为主观下线;

(3)如果一个Master被标记为主观下线,则正在监视这个Master的所有 Sentinel 要以每秒一次的频率确认Master的确进入了主观下线状态;

(4)当有足够数量的 Sentinel(大于等于配置文件指定的值)在指定的时间范围内确认Master的确进入了主观下线状态, 则Master会被标记为客观下线 ;

(5)在一般情况下, 每个 Sentinel 会以每 10 秒一次的频率向它已知的所有Master,Slave发送 INFO 命令

(6)当Master被 Sentinel 标记为客观下线时,Sentinel 向下线的 Master 的所有 Slave 发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次 ;

(7)若没有足够数量的 Sentinel 同意 Master 已经下线, Master 的客观下线状态就会被移除;

若 Master 重新向 Sentinel 的 PING 命令返回有效回复, Master 的主观下线状态就会被移除;


七.Redis常见性能问题和解决方案?

(1) Master最好不要做任何持久化工作,如RDB内存快照和AOF日志文件

(2) 如果数据比较重要,某个Slave开启AOF备份数据,策略设置为每秒同步一次

(3) 为了主从复制的速度和连接的稳定性,Master和Slave最好在同一个局域网内

(4) 尽量避免在压力很大的主库上增加从库

(5) 主从复制不要用图状结构,用单向链表结构更为稳定,即:Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3…

这样的结构方便解决单点故障问题,实现

Slave对Master的替换。如果Master挂了,可以立刻启用Slave1做Master,其他不变

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