【面试高高手】—— Redis

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1.Redis的数据类型有哪些？

string（字符串）:基本类型，与Memcached的类型相同，一个key对应一个value，且它是二进制安全的，可以包含任何数据，如jpg图片或序列化的对象。String类型的值最大能存储512MB。
hash（哈希）：哈希是一个键值(key=>value)对集合，它特别适合用于存储对象。
list（列表）：列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。
set（集合）：Set是string类型的无序集合。
zset（sorted set：有序集合）：与Set相似，但每个元素都会关联一个分数，根据这个分数进行排序。

2.使用Redis设计一个排行榜，你会如何设计，使用什么数据结构？

设计一个排行榜通常需要使用有序集合（Sorted Set）数据结构，而Redis中的有序集合（Sorted Set）正是用来处理这种场景的理想选择。以下是如何设计一个排行榜的一般步骤：

创建有序集合：在Redis中，可以使用ZADD命令创建一个有序集合，每个成员都有一个分数，表示该成员的排名。初始时，排行榜是空的。
添加成员：使用ZADD命令将用户及其分数添加到有序集合中。分数可以根据用户的某种指标，如分数、积分、得分等来设置。
查询排名：使用ZREVRANK命令或ZRANK命令可以查询指定成员在排行榜中的排名。排名通常从0开始，表示第一名。
查询分数：使用ZSCORE命令可以查询指定成员的分数，这个分数可以用来表示该成员的排名依据。
获取排行榜：使用ZRANGE或ZREVRANGE命令可以获取排行榜中的前N名或后N名成员，这可以用来展示排行榜的内容。
更新成员分数：使用ZINCRBY命令可以增加或减少指定成员的分数，用来更新成员在排行榜中的排名。
移除成员：使用ZREM命令可以从排行榜中移除指定的成员。
设置过期时间：可以使用EXPIRE命令来设置排行榜的过期时间，以便在一段时间后自动清除排行榜数据。

# 创建排行榜
ZADD leaderboard 1000 "UserA"
ZADD leaderboard 950 "UserB"
ZADD leaderboard 1100 "UserC"

# 查询排名
ZRANK leaderboard "UserA"  # 返回0，表示UserA排在第一名
# 查询分数
ZSCORE leaderboard "UserB"  # 返回950
# 获取前N名
ZREVRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES  # 返回前3名成员及其分数
# 更新成员分数
ZINCRBY leaderboard 50 "UserA"  # 将UserA的分数增加50
# 移除成员
ZREM leaderboard "UserB"  # 从排行榜中移除UserB

3.如何确定热点数据？

使用淘汰策略：Redis 支持几种不同的淘汰策略，如 LRU (Least Recently Used) 或 LFU (Least Frequently Used)。这些策略可以自动删除最不常用的数据，以确保内存中始终保存最热的数据。
设置过期时间：对于每个存储在 Redis 中的值，都可以设置一个过期时间。过期时间到达后，Redis 会自动删除该值。这种机制可以确保 Redis 中的数据始终是最新和最热的。
优化查询：对于频繁执行的查询，可以通过使用 Redis 的查询缓存功能来提高效率。这个功能可以将查询结果缓存起来，这样在相同查询再次执行时，就可以直接从缓存中获取结果，而不需要重新执行查询。

4.Redis的持久化策略有哪些？

RDB：RDB是在某个时间点将内存中的所有数据快照保存到硬盘上，在数据恢复时，可以恢复备份时间以前的所有数据，但无法恢复备份时间点后面的数据。
- 性能好启动速度更快。
- 会导致部分数据缺失。
AOF： AOF持久化方式则会记录每一个服务器收到的写操作。在服务启动时，这些记录的操作会逐条执行从而重建出原有的数据。写操作指令记录的格式跟redis协议
- 基本可实现数据无丢失。
- 速度较慢。

一般在生产上的话，在Redis重启后，两个一起用的，因为两种持久化方式优缺点会互补，在应急情况下先使用RDB将大量数据读取出来，在使用AOF将数据补全。

5.如何使用Redis实现分布式锁？

使用setnx。
setnx(“key“,”value“)的作用是当且仅当，在redis中key的值是不存在的时候，setnx(“key“,”value“)的操作会返回true，如果key语句存在，那么始终是返回false。根据setnx这样的特性，我们可以使用setnx实现一个分布式锁，但多个线程进来的时候，当其中一个线程执行上述的第5行代码（上锁操作），其他线程在第一个线程没有执行完毕后，都是处于自旋的状态（拿不到锁），只有第一个线程执行完毕释放锁后（第17代码），其他的线程才有可能拿到。setIfAbsend是setnx的客户端用法。

6.Redis的数据淘汰策略有哪些呢？

（1）volatile-lru：使用LRU算法淘汰上次使用时间最早的，且使用次数最少的key，只淘汰设定了有效期的key。
（2）allkeys-lru：从所有key的哈希表（server.db[i].dict）中随机挑选多个key，然后再选到的key中利用LRU算法淘汰最近最少使用的数据。
（3）volatile-random：随机淘汰数据，只淘汰设定了有效期的key
（4）allkeys-random：从所有key的哈希表中随机挑选多个key淘汰掉。
（5）volatile-ttl：从已设置过期时间的哈希表（server.db[i].expires）中随机挑选多个key，然后在选到的key中选择过期时间最小的数据淘汰掉。
（6）no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据。

7.Redis为什么这么快？

（1）redis是基于内存的，内存的读写速度非常快
（2）redis是单线程的，省去了很多上下文切换线程的时间
（3）redis使用多路复用技术，可以处理并发的连接，非阻塞IO内部实现epoll，使用了单线程来轮询描述符，将数据库的开、关、读、写都转换成了事件，减少了线程切换时上下文的切换和竞争。

8.Redis单线程优势？

优势：
（1）代码更清晰，处理逻辑更简单
（2）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
（3）不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗CPU
劣势：
（1）无法发挥多核CPU性能，不过可以通过在单机开多个Redis实例来完善。

9.Redis支持事务吗？

支持
（1）DISCARD 取消事务，放弃执行事务块内的所有命令
（2）EXEC 执行所有事务块内的命令
（3）MULTI 标记一个事务块的开始
（4）UNWATCH 取消 WATCH 命令对所有 key 的监视
（5）WATCH key [key…] 监视一个(或多个) key ，如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命
令所改动，那么事务将被打断

10.redis和memcache区别

（1）memcache把数据都放到了内存中，当服务宕机或者是断点时，数据会丢失，而且memcache存储的数据不能超过内存大小。redis支持数据持久化。
（2）memcache支持的都是简单的字符串，redis有更为丰富的数据类型，提供了String、Hash、set、zeset、list五中数据类型
（3）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。
（4）value值大小不同，redis最大考验达到512m，而memcache只有1mb
（5）redis的速度比memcache快很多
（6）redis支持master-slave模式的数据备份。

11.Redis如何保证数据一致

  1.使用MySQL的binlog向Redis推送增量数据

异步更新缓存(基于订阅binlog的同步机制)，步骤如下：
（1）当MySQL变更数据时，binlog中会存在更新的增量数据。
（2）将这些增量数据推送给Redis
（3）Redis根据binlong的记录，对缓存进行更新。
这里消息的推送可以使用MQ来进行实现。
2.延时双删
步骤如下：
（1）先删除缓存
（2）再写数据库
（3）休眠一段时间
（4）再次删除缓存
那么，这个500毫秒怎么确定的，具体该休眠多久呢？需要评估自己的项目的读数据业务逻辑的耗时。这么做的目的，就是确保读请求结束，写请求可以删除读请求造成的缓存脏数据。当然这种策略还要考虑redis和数据库主从同步的耗时。最后的的写数据的休眠时间：则在读数据业务逻辑的耗时基础上，加几百ms即可。比如：休眠1秒。
这样做的弊端是：最差的情况是在休眠时间，用户读到的数据和DB不一致，增加了请求的耗时。