一流互联网公司面试Redis都问些什么

Reids的特点

Redis本质上是一个Key-Value类型的内存数据库,很像memcached,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。

使用Redis有哪些好处?

(1) 速度快,因为数据存在内存中,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) 支持丰富数据类型,支持string,list,set,sorted set,hash

(3) 支持事务,操作都是原子性,所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行,要么全部不执行

(4) 丰富的特性:可用于缓存,消息,按key设置过期时间,过期后将会自动删除

Redis支持的数据类型

Redis通过Key-Value的单值不同类型来区分, 以下是支持的类型:

Strings

Lists

Sets 求交集、并集

Sorted Set 

hashes

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。

Redis是单进程单线程的

redis利用队列技术将并发访问变为串行访问,消除了传统数据库串行控制的开销

虚拟内存

当你的key很小而value很大时,使用VM的效果会比较好.因为这样节约的内存比较大.

当你的key不小时,可以考虑使用一些非常方法将很大的key变成很大的value,比如你可以考虑将key,value组合成一个新的value.

vm-max-threads这个参数,可以设置访问swap文件的线程数,设置最好不要超过机器的核数,如果设置为0,那么所有对swap文件的操作都是串行的.可能会造成比较长时间的延迟,但是对数据完整性有很好的保证.

自己测试的时候发现用虚拟内存性能也不错。如果数据量很大,可以考虑分布式或者其他数据库

分布式

redis支持主从的模式。原则:Master会将数据同步到slave,而slave不会将数据同步到master。Slave启动时会连接master来同步数据。

这是一个典型的分布式读写分离模型。我们可以利用master来插入数据,slave提供检索服务。这样可以有效减少单个机器的并发访问数量

读写分离模型

通过增加Slave DB的数量,读的性能可以线性增长。为了避免Master DB的单点故障,集群一般都会采用两台Master DB做双机热备,所以整个集群的读和写的可用性都非常高。

读写分离架构的缺陷在于,不管是Master还是Slave,每个节点都必须保存完整的数据,如果在数据量很大的情况下,集群的扩展能力还是受限于单个节点的存储能力,而且对于Write-intensive类型的应用,读写分离架构并不适合。

                                                             

数据分片模型

为了解决读写分离模型的缺陷,可以将数据分片模型应用进来。

可以将每个节点看成都是独立的master,然后通过业务实现数据分片。

结合上面两种模型,可以将每个master设计成由一个master和多个slave组成的模型。

Redis的回收策略

    • volatile-lru:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰
    • volatile-ttl:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰
    • volatile-random:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据淘汰
    • allkeys-lru:从数据集(server.db[i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰
    • allkeys-random:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰
    • no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据

使用Redis有哪些好处?

(1) 速度快,因为数据存在内存中,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) 支持丰富数据类型,支持string,list,set,sorted set,hash

(3) 支持事务,操作都是原子性,所谓的原子性就是对数据的更改要么全部执行,要么全部不执行

(4) 丰富的特性:可用于缓存,消息,按key设置过期时间,过期后将会自动删除

redis相比memcached有哪些优势?

(1) memcached所有的值均是简单的字符串,redis作为其替代者,支持更为丰富的数据类型

(2) redis的速度比memcached快很多

(3) redis可以持久化其数据

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。

 MySQL里有2000w数据,redis中只存20w的数据,如何保证redis中的数据都是热点数据

 相关知识:redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候,就会施行数据淘汰策略。redis 提供 6种数据淘汰策略:

voltile-lru:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰

volatile-ttl:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰

volatile-random:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据淘汰

allkeys-lru:从数据集(server.db[i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰

allkeys-random:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰

no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据

Memcache与Redis的区别都有哪些?

1)、存储方式

Memecache把数据全部存在内存之中,断电后会挂掉,数据不能超过内存大小。

Redis有部份存在硬盘上,这样能保证数据的持久性。

2)、数据支持类型

Memcache对数据类型支持相对简单。

Redis有复杂的数据类型。

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大小

redis最大可以达到1GB,而memcache只有1MB

Redis 常见的性能问题都有哪些?如何解决?

1).Master写内存快照,save命令调度rdbSave函数,会阻塞主线程的工作,当快照比较大时对性能影响是非常大的,会间断性暂停服务,所以Master最好不要写内存快照。

2).Master AOF持久化,如果不重写AOF文件,这个持久化方式对性能的影响是最小的,但是AOF文件会不断增大,AOF文件过大会影响Master重启的恢复速度。Master最好不要做任何持久化工作,包括内存快照和AOF日志文件,特别是不要启用内存快照做持久化,如果数据比较关键,某个Slave开启AOF备份数据,策略为每秒同步一次。

3).Master调用BGREWRITEAOF重写AOF文件,AOF在重写的时候会占大量的CPU和内存资源,导致服务load过高,出现短暂服务暂停现象。

4). Redis主从复制的性能问题,为了主从复制的速度和连接的稳定性,Slave和Master最好在同一个局域网内

(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。

redis 最适合的场景

Redis最适合所有数据in-momory的场景,虽然Redis也提供持久化功能,但实际更多的是一个disk-backed的功能,跟传统意义上的持久化有比较大的差别,那么可能大家就会有疑问,似乎Redis更像一个加强版的Memcached,那么何时使用Memcached,何时使用Redis呢?

       如果简单地比较Redis与Memcached的区别,大多数都会得到以下观点:

     1 、Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储。

     2 、Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份。

     3 、Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用。

(1)、会话缓存(Session Cache)

最常用的一种使用Redis的情景是会话缓存(session cache)。用Redis缓存会话比其他存储(如Memcached)的优势在于:Redis提供持久化。当维护一个不是严格要求一致性的缓存时,如果用户的购物车信息全部丢失,大部分人都会不高兴的,现在,他们还会这样吗?

幸运的是,随着 Redis 这些年的改进,很容易找到怎么恰当的使用Redis来缓存会话的文档。甚至广为人知的商业平台Magento也提供Redis的插件。

(2)、全页缓存(FPC)

除基本的会话token之外,Redis还提供很简便的FPC平台。回到一致性问题,即使重启了Redis实例,因为有磁盘的持久化,用户也不会看到页面加载速度的下降,这是一个极大改进,类似PHP本地FPC。

再次以Magento为例,Magento提供一个插件来使用Redis作为全页缓存后端

此外,对WordPress的用户来说,Pantheon有一个非常好的插件  wp-redis,这个插件能帮助你以最快速度加载你曾浏览过的页面。

(3)、队列

Reids在内存存储引擎领域的一大优点是提供 list 和 set 操作,这使得Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。Redis作为队列使用的操作,就类似于本地程序语言(如Python)对 list 的 push/pop 操作。

如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”,你马上就能找到大量的开源项目,这些项目的目的就是利用Redis创建非常好的后端工具,以满足各种队列需求。例如,Celery有一个后台就是使用Redis作为broker,你可以从这里去查看。

(4),排行榜/计数器

Redis在内存中对数字进行递增或递减的操作实现的非常好。集合(Set)和有序集合(Sorted Set)也使得我们在执行这些操作的时候变的非常简单,Redis只是正好提供了这两种数据结构。所以,我们要从排序集合中获取到排名最靠前的10个用户–我们称之为“user_scores”,我们只需要像下面一样执行即可:

当然,这是假定你是根据你用户的分数做递增的排序。如果你想返回用户及用户的分数,你需要这样执行:

ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

Agora Games就是一个很好的例子,用Ruby实现的,它的排行榜就是使用Redis来存储数据的,你可以在这里看到。

(5)、发布/订阅

最后(但肯定不是最不重要的)是Redis的发布/订阅功能。发布/订阅的使用场景确实非常多。我已看见人们在社交网络连接中使用,还可作为基于发布/订阅的脚本触发器,甚至用Redis的发布/订阅功能来建立聊天系统!(不,这是真的,你可以去核实)。

redis的并发竞争问题如何解决?

   Redis为单进程单线程模式,采用队列模式将并发访问变为串行访问。Redis本身没有锁的概念,Redis对于多个客户端连接并不存在竞争,但是在Jedis客户端对Redis进行并发访问时会发生连接超时、数据转换错误、阻塞、客户端关闭连接等问题,这些问题均是

由于客户端连接混乱造成。对此有2种解决方法:

   1.客户端角度,为保证每个客户端间正常有序与Redis进行通信,对连接进行池化,同时对客户端读写Redis操作采用内部锁synchronized。

   2.服务器角度,利用setnx实现锁。

   注:对于第一种,需要应用程序自己处理资源的同步,可以使用的方法比较通俗,可以使用synchronized也可以使用lock;第二种需要用到Redis的setnx命令,但是需要注意一些问题。

redis事物的了解CAS(check-and-set 操作实现乐观锁 )?

    和众多其它数据库一样,Redis作为NoSQL数据库也同样提供了事务机制。在Redis中,MULTI/EXEC/DISCARD/WATCH这四个命令是我们实现事务的基石。相信对有关系型数据库开发经验的开发者而言这一概念并不陌生,即便如此,我们还是会简要的列出

    Redis中

  事务的实现特征:

    1). 在事务中的所有命令都将会被串行化的顺序执行,事务执行期间,Redis不会再为其它客户端的请求提供任何服务,从而保证了事物中的所有命令被原子的执行。

    2). 和关系型数据库中的事务相比,在Redis事务中如果有某一条命令执行失败,其后的命令仍然会被继续执行。

    3). 我们可以通过MULTI命令开启一个事务,有关系型数据库开发经验的人可以将其理解为"BEGIN TRANSACTION"语句。在该语句之后执行的命令都将被视为事务之内的操作,最后我们可以通过执行EXEC/DISCARD命令来提交/回滚该事务内的所有操作。这两

      个Redis命令可被视为等同于关系型数据库中的COMMIT/ROLLBACK语句。

    4). 在事务开启之前,如果客户端与服务器之间出现通讯故障并导致网络断开,其后所有待执行的语句都将不会被服务器执行。然而如果网络中断事件是发生在客户端执行EXEC命令之后,那么该事务中的所有命令都会被服务器执行。

    5). 当使用Append-Only模式时,Redis会通过调用系统函数write将该事务内的所有写操作在本次调用中全部写入磁盘。然而如果在写入的过程中出现系统崩溃,如电源故障导致的宕机,那么此时也许只有部分数据被写入到磁盘,而另外一部分数据却已经丢失。

      Redis服务器会在重新启动时执行一系列必要的一致性检测,一旦发现类似问题,就会立即退出并给出相应的错误提示。此时,我们就要充分利用Redis工具包中提供的redis-check-aof工具,该工具可以帮助我们定位到数据不一致的错误,并将已经写入的部

      分数据进行回滚。修复之后我们就可以再次重新启动Redis服务器了。

WATCH命令和基于CAS的乐观锁: 

   在Redis的事务中,WATCH命令可用于提供CAS(check-and-set)功能。假设我们通过WATCH命令在事务执行之前监控了多个Keys,倘若在WATCH之后有任何Key的值发生了变化,EXEC命令执行的事务都将被放弃,同时返回Null multi-bulk应答以通知调用者事务

 执行失败。例如,我们再次假设Redis中并未提供incr命令来完成键值的原子性递增,如果要实现该功能,我们只能自行编写相应的代码。其伪码如下:

  val = GET mykey

  val = val + 1

  SET mykey $val

  以上代码只有在单连接的情况下才可以保证执行结果是正确的,因为如果在同一时刻有多个客户端在同时执行该段代码,那么就会出现多线程程序中经常出现的一种错误场景--竞态争用(race condition)。比如,客户端A和B都在同一时刻读取了mykey的原有值,假设该值为10,此后两个客户端又均将该值加一后set回Redis服务器,这样就会导致mykey的结果为11,而不是我们认为的12。为了解决类似的问题,我们需要借助WATCH命令的帮助,见如下代码:

  WATCH mykey

  val = GET mykey

  val = val + 1

  MULTI

  SET mykey $val

  EXEC

  和此前代码不同的是,新代码在获取mykey的值之前先通过WATCH命令监控了该键,此后又将set命令包围在事务中,这样就可以有效的保证每个连接在执行EXEC之前,如果当前连接获取的mykey的值被其它连接的客户端修改,那么当前连接的EXEC命令将执行失败。这样调用者在判断返回值后就可以获悉val是否被重新设置成功。

redis的缓存失效策略和主键失效机制

  作为缓存系统都要定期清理无效数据,就需要一个主键失效和淘汰策略.

  在Redis当中,有生存期的key被称为volatile。在创建缓存时,要为给定的key设置生存期,当key过期的时候(生存期为0),它可能会被删除。

  1、影响生存时间的一些操作

  生存时间可以通过使用 DEL 命令来删除整个 key 来移除,或者被 SET 和 GETSET 命令覆盖原来的数据,也就是说,修改key对应的value和使用另外相同的key和value来覆盖以后,当前数据的生存时间不同。

  比如说,对一个 key 执行INCR命令,对一个列表进行LPUSH命令,或者对一个哈希表执行HSET命令,这类操作都不会修改 key 本身的生存时间。另一方面,如果使用RENAME对一个 key 进行改名,那么改名后的 key的生存时间和改名前一样。

  RENAME命令的另一种可能是,尝试将一个带生存时间的 key 改名成另一个带生存时间的 another_key ,这时旧的 another_key (以及它的生存时间)会被删除,然后旧的 key 会改名为 another_key ,因此,新的 another_key 的生存时间也和原本的 key 一样。使用PERSIST命令可以在不删除 key 的情况下,移除 key 的生存时间,让 key 重新成为一个persistent key 。

  2、如何更新生存时间

  可以对一个已经带有生存时间的 key 执行EXPIRE命令,新指定的生存时间会取代旧的生存时间。过期时间的精度已经被控制在1ms之内,主键失效的时间复杂度是O(1),

  EXPIRE和TTL命令搭配使用,TTL可以查看key的当前生存时间。设置成功返回 1;当 key 不存在或者不能为 key 设置生存时间时,返回 0 。

  最大缓存配置

  在 redis 中,允许用户设置最大使用内存大小

  server.maxmemory

  默认为0,没有指定最大缓存,如果有新的数据添加,超过最大内存,则会使redis崩溃,所以一定要设置。redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候,就会实行数据淘汰策略。

  redis 提供 6种数据淘汰策略:

  . volatile-lru:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰(默认)

  . volatile-ttl:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰

  . volatile-random:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据淘汰

  . allkeys-lru:从数据集(server.db[i].dict)中挑选最近最少使用的数据淘汰

  . allkeys-random:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰

  . no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据

  注意这里的6种机制,volatile和allkeys规定了是对已设置过期时间的数据集淘汰数据还是从全部数据集淘汰数据,后面的lru、ttl以及random是三种不同的淘汰策略,再加上一种no-enviction永不回收的策略。

  使用策略规则:

  1、如果数据呈现幂律分布,也就是一部分数据访问频率高,一部分数据访问频率低,则使用allkeys-lru

  2、如果数据呈现平等分布,也就是所有的数据访问频率都相同,则使用allkeys-random

  三种数据淘汰策略:

  ttl和random比较容易理解,实现也会比较简单。主要是Lru最近最少使用淘汰策略,设计上会对key 按失效时间排序,然后取最先失效的key进行淘汰

使用过Redis分布式锁么,它是什么回事?

先拿setnx来争抢锁,抢到之后,再用expire给锁加一个过期时间防止锁忘记了释放。

这时候对方会告诉你说你回答得不错,然后接着问如果在setnx之后执行expire之前进程意外crash或者要重启维护了,那会怎么样?

这时候你要给予惊讶的反馈:唉,是喔,这个锁就永远得不到释放了。紧接着你需要抓一抓自己得脑袋,故作思考片刻,好像接下来的结果是你主动思考出来的,然后回答:我记得set指令有非常复杂的参数,这个应该是可以同时把setnx和expire合成一条指令来用的!(事物)对方这时会显露笑容,心里开始默念:摁,这小子还不错。

假如Redis里面有1亿个key,其中有10w个key是以某个固定的已知的前缀开头的,如果将它们全部找出来?

使用keys指令可以扫出指定模式的key列表。

对方接着追问:如果这个redis正在给线上的业务提供服务,那使用keys指令会有什么问题?

这个时候你要回答redis关键的一个特性:redis的单线程的。

keys指令会导致线程阻塞一段时间,线上服务会停顿,直到指令执行完毕,服务才能恢复。

这个时候可以使用scan指令,scan指令可以无阻塞的提取出指定模式的key列表,但是会有一定的重复概率,在客户端做一次去重就可以了,但是整体所花费的时间会比直接用keys指令长。

使用过Redis做异步队列么,你是怎么用的?

一般使用list结构作为队列,rpush生产消息,lpop消费消息。当lpop没有消息的时候,要适当sleep一会再重试。

如果对方追问可不可以不用sleep呢?list还有个指令叫blpop,在没有消息的时候,它会阻塞住直到消息到来。

如果对方追问能不能生产一次消费多次呢?使用pub/sub主题订阅者模式,可以实现1:N的消息队列。

如果对方追问pub/sub有什么缺点?在消费者下线的情况下,生产的消息会丢失,得使用专业的消息队列如rabbitmq等。

如果对方追问redis如何实现延时队列?我估计现在你很想把面试官一棒打死如果你手上有一根棒球棍的话,怎么问的这么详细。但是你很克制,然后神态自若的回答道:使用sortedset,拿时间戳作为score,消息内容作为key调用zadd来生产消息,消费者用zrangebyscore指令获取N秒之前的数据轮询进行处理。

如果有大量的key需要设置同一时间过期,一般需要注意什么?

如果大量的key过期时间设置的过于集中,到过期的那个时间点,redis可能会出现短暂的卡顿现象。一般需要在时间上加一个随机值,使得过期时间分散一些。

Redis如何做持久化的?

bgsave做镜像全量持久化,aof做增量持久化。因为bgsave会耗费较长时间,不够实时,在停机的时候会导致大量丢失数据,所以需要aof来配合使用。在redis实例重启时,会使用bgsave持久化文件重新构建内存,再使用aof重放近期的操作指令来实现完整恢复重启之前的状态。

如果突然机器掉电会怎样?

取决于aof日志sync属性的配置,如果不要求性能,在每条写指令时都sync一下磁盘,就不会丢失数据。但是在高性能的要求下每次都sync是不现实的,一般都使用定时sync,比如1s1次,这个时候最多就会丢失1s的数据。

bgsave的原理是什么?

你给出两个词汇就可以了,fork和cow。fork是指redis通过创建子进程来进行bgsave操作,cow指的是copy on write,子进程创建后,父子进程共享数据段,父进程继续提供读写服务,写脏的页面数据会逐渐和子进程分离开来。

Pipeline有什么好处,为什么要用pipeline?

可以将多次IO往返的时间缩减为一次,前提是pipeline执行的指令之间没有因果相关性。使用redis-benchmark进行压测的时候可以发现影响redis的QPS峰值的一个重要因素是pipeline批次指令的数目。

Redis的同步机制了解么?

Redis可以使用主从同步,从从同步。第一次同步时,主节点做一次bgsave,并同时将后续修改操作记录到内存buffer,待完成后将rdb文件全量同步到复制节点,复制节点接受完成后将rdb镜像加载到内存。加载完成后,再通知主节点将期间修改的操作记录同步到复制节点进行重放就完成了同步过程。

是否使用过Redis集群,集群的原理是什么?

Redis Sentinal着眼于高可用,在master宕机时会自动将slave提升为master,继续提供服务。

Redis Cluster着眼于扩展性,在单个redis内存不足时,使用Cluster进行分片存储。

设置Redis最大占用内存

Redis设置最大占用内存,打开redis配置文件,找到如下段落,设置maxmemory参数,maxmemory是bytes字节类型,注意转换。修改如下所示:

# In short... if you have slaves attached it is suggested that you set a lower

# limit for maxmemory so that there is some free RAM on the system for slave

# output buffers (but this is not needed if the policy is 'noeviction').

#

# maxmemory <bytes>

maxmemory 268435456

本机服务器redis配置文件路径:/etc/redis/6379.conf,由于本机自带内存只有1G,一般推荐Redis设置内存为最大物理内存的四分之三,所以设置0.75G,换成byte是751619276.

可以在CentOS下输入命令:find / -name redis查找redis目录:

[root@iZ94r80gdghZ ~]# find / -name redis

/usr/share/nginx/html/blog.tanteng.me/wp-content/cache/supercache/blog.tanteng.me/tag/redis

/etc/redis

/var/redis

Redis配置文件一般在etc下的redis安装目录下。

Redis使用超过设置的最大值

如果Redis的使用超过了设置的最大值会怎样?我们来改一改上面的配置,故意把最大值设为1个byte试试。

# output buffers (but this is not needed if the policy is 'noeviction').

#

# maxmemory <bytes>

maxmemory 1

打开debug模式下的页面,

提示错误:OOM command not allowed when used memory > ‘maxmemory’.

设置了maxmemory的选项,redis内存使用达到上限。可以通过设置LRU算法来删除部分key,释放空间。默认是按照过期时间的,如果set时候没有加上过期时间就会导致数据写满maxmemory。

如果不设置maxmemory或者设置为0,64位系统不限制内存,32位系统最多使用3GB内存。

Redis 的使用要注意什么,讲讲持久化方式,内存设置,集群的应用和优劣势,淘汰策略等。

持久化方式:RDB时间点快照 AOF记录服务器执行的所有写操作命令,并在服务器启动时,通过重新执行这些命令来还原数据集。 

内存设置 maxmemory used_memory 

虚拟内存: vm-enabled yes 

3.0采用Cluster方式, 

Redis集群相对单机在功能上存在一些限制, 需要开发人员提前了解, 

在使用时做好规避。 限制如下: 

1) key批量操作支持有限。 如mset、 mget, 目前只支持具有相同slot值的key执 行批量操作。 对于映射为不同slot值的key由于执行mget、 mget等操作可能存在于多个节点上因此不被支持。 

2) key事务操作支持有限。 同理只支持多key在同一节点上的事务操作, 当多个key分布在不同的节点上时无法使用事务功能。 

3) key作为数据分区的最小粒度, 因此不能将一个大的键值对象如hash、 list等映射到不同的节点。 

4) 不支持多数据库空间。 单机下的Redis可以支持16个数据库, 集群模式下只能使用一个数据库空间, 即db0。 

5) 复制结构只支持一层, 从节点只能复制主节点, 不支持嵌套树状复制结构。Redis Cluster是Redis的分布式解决方案, 在3.0版本正式推出, 有效地解决了Redis分布式方面的需求。 当遇到单机内存、 并发、 流量等瓶颈时, 可以采用Cluster架构方案达到负载均衡的目的。 之前, Redis分布式方案一般 

有两种: 

·客户端分区方案, 优点是分区逻辑可控,缺点是需要自己处理数据路由、高可用、故障转移等问题。 

·代理方案, 优点是简化客户端分布式逻辑和升级维护便利, 缺点是加重架构部署复杂度和性能损耗。 

现在官方为我们提供了专有的集群方案: Redis Cluster, 它非常优雅地解决了Redis集群方面的问题, 因此理解应用好Redis Cluster将极大地解放我们使用分布式Redis的工作量, 同时它也是学习分布式存储的绝佳案例。

LRU(近期最少使用算法)TTL(超时算法) 去除ttl最大的键值 

http://wiki.jikexueyuan.com/project/redis/data-elimination-mechanism.html 

http://www.infoq.com/cn/articles/tq-redis-memory-usage-optimization-storage 

http://www.redis.cn/topics/cluster-tutorial.html

redis2 和 redis3 的区别,redis3 内部通讯机制。

集群方式的区别,3采用Cluster,2采用客户端分区方案和代理方案 

通信过程说明: 

1) 集群中的每个节点都会单独开辟一个TCP通道, 用于节点之间彼此 

通信, 通信端口号在基础端口上加10000。 

2) 每个节点在固定周期内通过特定规则选择几个节点发送ping消息。 

3) 接收到ping消息的节点用pong消息作为响应。

Memcache 的原理,哪些数据适合放在缓存中。

基于libevent的事件处理 

内置内存存储方式SLab Allocation机制 

并不单一的数据删除机制 

基于客户端的分布式系统

变化频繁,具有不稳定性的数据,不需要实时入库, (比如用户在线 

状态、在线人数..) 

门户网站的新闻等,觉得页面静态化仍不能满足要求,可以放入 

到memcache中.(配合jquey的ajax请求)

redis 和 memcached 的内存管理的区别。

Memcached默认使用Slab Allocation机制管理内存,其主要思想是按照预先规定的大小,将分配的内存分割成特定长度的块以存储相应长度的key-value数据记录,以完全解决内存碎片问题。 

Redis的内存管理主要通过源码中zmalloc.h和zmalloc.c两个文件来实现的。 

在Redis中,并不是所有的数据都一直存储在内存中的。这是和Memcached相比一个最大的区别。 

http://lib.csdn.net/article/redis/55323

(1)性能对比:由于Redis只使用单核,而Memcached可以使用多核,所以平均每一个核上Redis在存储小数据时比Memcached性能更高。而在100k以上的数据中,Memcached性能要高于Redis,虽然Redis最近也在存储大数据的性能上进行优化,但是比起Memcached,还是稍有逊色。

(2)内存使用效率对比:使用简单的key-value存储的话,Memcached的内存利用率更高,而如果Redis采用hash结构来做key-value存储,由于其组合式的压缩,其内存利用率会高于Memcached。

(3)Redis支持服务器端的数据操作:Redis相比Memcached来说,拥有更多的数据结构和并支持更丰富的数据操作,通常在Memcached里,你需要将数据拿到客户端来进行类似的修改再set回去。这大大增加了网络IO的次数和数据体积。在Redis中,这些复杂的操作通常和一般的GET/SET一样高效。所以,如果需要缓存能够支持更复杂的结构和操作,那么Redis会是不错的选择。

Redis 的并发竞争问题如何解决,了解 Redis 事务的 CAS 操作吗。

Redis为单进程单线程模式,采用队列模式将并发访问变为串行访问。Redis本身没有锁的概念,Redis对于多个客户端连接并不存在竞争,但是在Jedis客户端对Redis进行并发访问时会发生连接超时、数据转换错误、阻塞、客户端关闭连接等问题,这些问题均是由于客户端连接混乱造成。对此有2种解决方法:

1.客户端角度,为保证每个客户端间正常有序与Redis进行通信,对连接进行池化,同时对客户端读写Redis操作采用内部锁synchronized。

2.服务器角度,利用setnx实现锁。

MULTI,EXEC,DISCARD,WATCH 四个命令是 Redis 事务的四个基础命令。其中:

MULTI,告诉 Redis 服务器开启一个事务。注意,只是开启,而不是执行 

EXEC,告诉 Redis 开始执行事务 

DISCARD,告诉 Redis 取消事务 

WATCH,监视某一个键值对,它的作用是在事务执行之前如果监视的键值被修改,事务会被取消。 

可以利用watch实现cas乐观锁 

http://wiki.jikexueyuan.com/project/redis/transaction-mechanism.html 

http://www.jianshu.com/p/d777eb9f27df

Redis 的选举算法和流程是怎样的

Raft采用心跳机制触发Leader选举。系统启动后,全部节点初始化为Follower,term为0.节点如果收到了RequestVote或者AppendEntries,就会保持自己的Follower身份。如果一段时间内没收到AppendEntries消息直到选举超时,说明在该节点的超时时间内还没发现Leader,Follower就会转换成Candidate,自己开始竞选Leader。一旦转化为Candidate,该节点立即开始下面几件事情:

1、增加自己的term。 

2、启动一个新的定时器。 

3、给自己投一票。 

4、向所有其他节点发送RequestVote,并等待其他节点的回复。 

如果在这过程中收到了其他节点发送的AppendEntries,就说明已经有Leader产生,自己就转换成Follower,选举结束。

如果在计时器超时前,节点收到多数节点的同意投票,就转换成Leader。同时向所有其他节点发送AppendEntries,告知自己成为了Leader。

每个节点在一个term内只能投一票,采取先到先得的策略,Candidate前面说到已经投给了自己,Follower会投给第一个收到RequestVote的节点。每个Follower有一个计时器,在计时器超时时仍然没有接受到来自Leader的心跳RPC, 则自己转换为Candidate, 开始请求投票,就是上面的的竞选Leader步骤。

如果多个Candidate发起投票,每个Candidate都没拿到多数的投票(Split Vote),那么就会等到计时器超时后重新成为Candidate,重复前面竞选Leader步骤。

Raft协议的定时器采取随机超时时间,这是选举Leader的关键。每个节点定时器的超时时间随机设置,随机选取配置时间的1倍到2倍之间。由于随机配置,所以各个Follower同时转成Candidate的时间一般不一样,在同一个term内,先转为Candidate的节点会先发起投票,从而获得多数票。多个节点同时转换为Candidate的可能性很小。即使几个Candidate同时发起投票,在该term内有几个节点获得一样高的票数,只是这个term无法选出Leader。由于各个节点定时器的超时时间随机生成,那么最先进入下一个term的节点,将更有机会成为Leader。连续多次发生在一个term内节点获得一样高票数在理论上几率很小,实际上可以认为完全不可能发生。一般1-2个term类,Leader就会被选出来。

Sentinel的选举流程

Sentinel集群正常运行的时候每个节点epoch相同,当需要故障转移的时候会在集群中选出Leader执行故障转移操作。Sentinel采用了Raft协议实现了Sentinel间选举Leader的算法,不过也不完全跟论文描述的步骤一致。Sentinel集群运行过程中故障转移完成,所有Sentinel又会恢复平等。Leader仅仅是故障转移操作出现的角色。

选举流程

1、某个Sentinel认定master客观下线的节点后,该Sentinel会先看看自己有没有投过票,如果自己已经投过票给其他Sentinel了,在2倍故障转移的超时时间自己就不会成为Leader。相当于它是一个Follower。 

2、如果该Sentinel还没投过票,那么它就成为Candidate。 

3、和Raft协议描述的一样,成为Candidate,Sentinel需要完成几件事情 

1)更新故障转移状态为start 

2)当前epoch加1,相当于进入一个新term,在Sentinel中epoch就是Raft协议中的term。 

3)更新自己的超时时间为当前时间随机加上一段时间,随机时间为1s内的随机毫秒数。 

4)向其他节点发送is-master-down-by-addr命令请求投票。命令会带上自己的epoch。 

5)给自己投一票,在Sentinel中,投票的方式是把自己master结构体里的leader和leader_epoch改成投给的Sentinel和它的epoch。 

4、其他Sentinel会收到Candidate的is-master-down-by-addr命令。如果Sentinel当前epoch和Candidate传给他的epoch一样,说明他已经把自己master结构体里的leader和leader_epoch改成其他Candidate,相当于把票投给了其他Candidate。投过票给别的Sentinel后,在当前epoch内自己就只能成为Follower。 

5、Candidate会不断的统计自己的票数,直到他发现认同他成为Leader的票数超过一半而且超过它配置的quorum(quorum可以参考《redis sentinel设计与实现》)。Sentinel比Raft协议增加了quorum,这样一个Sentinel能否当选Leader还取决于它配置的quorum。 

6、如果在一个选举时间内,Candidate没有获得超过一半且超过它配置的quorum的票数,自己的这次选举就失败了。 

7、如果在一个epoch内,没有一个Candidate获得更多的票数。那么等待超过2倍故障转移的超时时间后,Candidate增加epoch重新投票。 

8、如果某个Candidate获得超过一半且超过它配置的quorum的票数,那么它就成为了Leader。 

9、与Raft协议不同,Leader并不会把自己成为Leader的消息发给其他Sentinel。其他Sentinel等待Leader从slave选出master后,检测到新的master正常工作后,就会去掉客观下线的标识,从而不需要进入故障转移流程。 

http://weizijun.cn/2015/04/30/Raft%E5%8D%8F%E8%AE%AE%E5%AE%9E%E6%88%98%E4%B9%8BRedis%20Sentinel%E7%9A%84%E9%80%89%E4%B8%BELeader%E6%BA%90%E7%A0%81%E8%A7%A3%E6%9E%90/

redis 的持久化的机制,aof 和 rdb 的区别。

RDB 定时快照方式(snapshot): 定时备份,可能会丢失数据 

AOF 基于语句追加方式 只追加写操作 

AOF 持久化和 RDB 持久化的最主要区别在于,前者记录了数据的变更,而后者是保存了数据本身

redis 的集群怎么同步的数据的。

redis replication redis-migrate-tool等方式

用过哪些命令?

官网命令:http://doc.redisfans.com

Redis有哪几种数据淘汰策略?

noeviction:返回错误当内存限制达到并且客户端尝试执行会让更多内存被使用的命令(大部分的写入指令,但DEL和几个例外)

allkeys-lru: 尝试回收最少使用的键(LRU),使得新添加的数据有空间存放。

volatile-lru: 尝试回收最少使用的键(LRU),但仅限于在过期集合的键,使得新添加的数据有空间存放。

allkeys-random: 回收随机的键使得新添加的数据有空间存放。

volatile-random: 回收随机的键使得新添加的数据有空间存放,但仅限于在过期集合的键。

volatile-ttl: 回收在过期集合的键,并且优先回收存活时间(TTL)较短的键,使得新添加的数据有空间存放。

Redis官方为什么不提供Windows版本?

因为目前Linux版本已经相当稳定,而且用户量很大,无需开发windows版本,反而会带来兼容性等问题。

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。

Redis集群方案应该怎么做?都有哪些方案?

twemproxy:(中间代理)

大概概念是,它类似于一个代理方式,使用方法和普通redis无任何区别,设置好它下属的多个redis实例后,使用时在本需要连接redis的地方改为连接twemproxy,它会以一个代理的身份接收请求并使用一致性hash算法,将请求转接到具体redis,将结果再返回twemproxy。使用方式简便(相对redis只需修改连接端口),对旧项目扩展的首选。 问题:twemproxy自身单端口实例的压力,使用一致性hash后,对redis节点数量改变时候的计算值的改变,数据无法自动移动到新的节点。

codis:(中间代理)

目前用的最多的集群方案,基本和twemproxy一致的效果,但它支持在 节点数量改变情况下,旧节点数据可恢复到新hash节点。

redis cluster3.0自带的集群:(路由转发)

特点在于他的分布式算法不是一致性hash,而是hash槽的概念,以及自身支持节点设置从节点。具体看官方文档介绍。

在业务代码层实现,起几个毫无关联的redis实例,在代码层,对key 进行hash计算,然后去对应的redis实例操作数据。 这种方式对hash层代码要求比较高,考虑部分包括,节点失效后的替代算法方案,数据震荡后的自动脚本恢复,实例的监控,等等。

Redis集群方案什么情况下会导致整个集群不可用?

有A,B,C三个节点的集群,在没有复制模型的情况下,如果节点B失败了,那么整个集群就会以为缺少5501-11000这个范围的槽而不可用。

Redis支持的Java客户端都有哪些?官方推荐用哪个?

Redisson、Jedis、lettuce等等,官方推荐使用Redisson。

Redis如何设置密码及验证密码?

设置密码:config set requirepass 123456

授权密码:auth 123456

说说Redis哈希槽的概念?

Redis集群没有使用一致性hash,而是引入了哈希槽的概念,Redis集群有16384个哈希槽,每个key通过CRC16校验后对16384取模来决定放置哪个槽,集群的每个节点负责一部分hash槽。

Redis集群会有写操作丢失吗?为什么?

Redis并不能保证数据的强一致性,这意味这在实际中集群在特定的条件下可能会丢失写操作。

Redis集群最大节点个数是多少?

16384个。

Redis集群如何选择数据库?

Redis集群目前无法做数据库选择,默认在0数据库。

Redis中的管道有什么用?

一次请求/响应服务器能实现处理新的请求即使旧的请求还未被响应。这样就可以将多个命令发送到服务器,而不用等待回复,最后在一个步骤中读取该答复。

这就是管道(pipelining),是一种几十年来广泛使用的技术。例如许多POP3协议已经实现支持这个功能,大大加快了从服务器下载新邮件的过程。

怎么理解Redis事务?

事务是一个单独的隔离操作:事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中,不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。

事务是一个原子操作:事务中的命令要么全部被执行,要么全部都不执行。

Redis事务相关的命令有哪几个?

MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH

Redis key的过期时间和永久有效分别怎么设置?

EXPIRE和PERSIST命令。

Redis如何做内存优化?

尽可能使用散列表(hashes),散列表(是说散列表里面存储的数少)使用的内存非常小,所以你应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。比如你的web系统中有一个用户对象,不要为这个用户的名称,姓氏,邮箱,密码设置单独的key,而是应该把这个用户的所有信息存储到一张散列表里面.

Redis回收进程如何工作的?

  1. 一个客户端运行了新的命令,添加了新的数据。
  2. Redi检查内存使用情况,如果大于maxmemory的限制, 则根据设定好的策略进行回收。
  3. 一个新的命令被执行,等等。
  4. 所以我们不断地穿越内存限制的边界,通过不断达到边界然后不断地回收回到边界以下。

如果一个命令的结果导致大量内存被使用(例如很大的集合的交集保存到一个新的键),不用多久内存限制就会被这个内存使用量超越。

Redis分区有什么缺点?

  • 涉及多个key的操作通常不会被支持。例如你不能对两个集合求交集,因为他们可能被存储到不同的Redis实例(实际上这种情况也有办法,但是不能直接使用交集指令)。
  • 同时操作多个key,则不能使用Redis事务.
  • 分区使用的粒度是key,不能使用一个非常长的排序key存储一个数据集(The partitioning granularity is the key, so it is not possible to shard a dataset with a single huge key like a very big sorted set).
  • 当使用分区的时候,数据处理会非常复杂,例如为了备份你必须从不同的Redis实例和主机同时收集RDB / AOF文件。
  • 分区时动态扩容或缩容可能非常复杂。Redis集群在运行时增加或者删除Redis节点,能做到最大程度对用户透明地数据再平衡,但其他一些客户端分区或者代理分区方法则不支持这种特性。然而,有一种预分片的技术也可以较好的解决这个问题。

Redis持久化数据和缓存怎么做扩容?

  • 如果Redis被当做缓存使用,使用一致性哈希实现动态扩容缩容。
  • 如果Redis被当做一个持久化存储使用,必须使用固定的keys-to-nodes映射关系,节点的数量一旦确定不能变化。否则的话(即Redis节点需要动态变化的情况),必须使用可以在运行时进行数据再平衡的一套系统,而当前只有Redis集群可以做到这样。

分布式Redis是前期做还是后期规模上来了再做好?为什么?

既然Redis是如此的轻量(单实例只使用1M内存),为防止以后的扩容,最好的办法就是一开始就启动较多实例。即便你只有一台服务器,你也可以一开始就让Redis以分布式的方式运行,使用分区,在同一台服务器上启动多个实例。

一开始就多设置几个Redis实例,例如32或者64个实例,对大多数用户来说这操作起来可能比较麻烦,但是从长久来看做这点牺牲是值得的。

这样的话,当你的数据不断增长,需要更多的Redis服务器时,你需要做的就是仅仅将Redis实例从一台服务迁移到另外一台服务器而已(而不用考虑重新分区的问题)。一旦你添加了另一台服务器,你需要将你一半的Redis实例从第一台机器迁移到第二台机器。

Twemproxy是什么?

Twemproxy是Twitter维护的(缓存)代理系统,代理Memcached的ASCII协议和Redis协议。它是单线程程序,使用c语言编写,运行起来非常快。它是采用Apache 2.0 license的开源软件。 Twemproxy支持自动分区,如果其代理的其中一个Redis节点不可用时,会自动将该节点排除(这将改变原来的keys-instances的映射关系,所以你应该仅在把Redis当缓存时使用Twemproxy)。 Twemproxy本身不存在单点问题,因为你可以启动多个Twemproxy实例,然后让你的客户端去连接任意一个Twemproxy实例。 Twemproxy是Redis客户端和服务器端的一个中间层,由它来处理分区功能应该不算复杂,并且应该算比较可靠的。

支持一致性哈希的客户端有哪些?

Redis-rb、Predis等。

查看Redis使用情况及状态信息用什么命令?

info

Redis的内存用完了会发生什么?

如果达到设置的上限,Redis的写命令会返回错误信息(但是读命令还可以正常返回。)或者你可以将Redis当缓存来使用配置淘汰机制,当Redis达到内存上限时会冲刷掉旧的内容。

Redis是单线程的,如何提高多核CPU的利用率?

可以在同一个服务器部署多个Redis的实例,并把他们当作不同的服务器来使用,在某些时候,无论如何一个服务器是不够的, 所以,如果你想使用多个CPU,你可以考虑一下分片(shard)。

一个Redis实例最多能存放多少的keys?List、Set、Sorted Set他们最多能存放多少元素?

理论上Redis可以处理多达232的keys,并且在实际中进行了测试,每个实例至少存放了2亿5千万的keys。我们正在测试一些较大的值。

任何list、set、和sorted set都可以放232个元素。

换句话说,Redis的存储极限是系统中的可用内存值。

修改配置不重启Redis会实时生效吗?

针对运行实例,有许多配置选项可以通过 CONFIG SET 命令进行修改,而无需执行任何形式的重启。 从 Redis 2.2 开始,可以从 AOF 切换到 RDB 的快照持久性或其他方式而不需要重启 Redis。检索 ‘CONFIG GET *’ 命令获取更多信息。

但偶尔重新启动是必须的,如为升级 Redis 程序到新的版本,或者当你需要修改某些目前 CONFIG 命令还不支持的配置参数的时候。

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转载自blog.csdn.net/qq_34988624/article/details/86412393
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