java面试题及解答—Redis

一、Redis的数据结构及应用场景

• String：存储字符串类型数据，一般用来存储json格式的对象数据
• List：存储列表数据，应用场景可以用来做秒杀场景，提前将商品放到list中，因为redis的pop操作是原子性的，多个用户同时请求也是依次pop，list为空了则说明商品卖完了
• Hash：存储结构体数据，类似于java的HashMap，底层数据结构是数组+链表，应用场景同样是存储结构化的对象数据，不同于string类型的是，hash可以将每个字段单独存储，需要取的时候可以根据字段只取对应的数据，无需像string类型那样全部取出
• Set：存储不重复且无序的数据，类似于java的HashSet，底层用的是HashMap，其value为null，应用场景用于对数据去重
• Zset:存储有序的不重复的数据，是java的sortedSet和HashMap的结合体，一方面是set，保证了内部value的唯一性，另一方面对每个value设置了一个score权重值，根据score进行排序，应用场景是各类热门排序场景，比如音乐的榜单，歌曲ID是value,根据播放次数是score，这样就可以根据播放次数score进行排序

二、redis的持久化机制

• RDB：
  • 持久化原理：全称是Redis DataBase，将数据以快照的形式保存在磁盘上，是某个时间点上所有数据的备份，是redis默认的持久化方式。
  • 触发条件：手动触发：通过命令save或者bgSave持久化，自动触发：在redis.conf文件中配置触发的条件，比如900秒内有一个key值变化
  • 优点：因为RDB是保存的快照，特别适合容灾恢复，直接将快照导入到redis中即可恢复数据
  • 缺点：因为RDB是进行全量备份，对于数据集比较大的场景，需要好几分钟才能备份完成，因此设置的触发条件时间也必须是几分钟，当节点故障时，就要丢失几分钟的数据
• AOF：
  • 描述：全称是Append-Only File，全量备份往往是比较耗时的，这时我们需要一种比较高效的备份方式。
  • 持久化原理：AOF是将写入数据的命令通过write函数追加到文件中。
  • 触发条件：每次修改触发、每秒触发、不触发，默认是每秒触发
  • 优点：鉴于AOF的触发条件，当发生系统故障时，最多只会丢失一秒钟的数据
  • 缺点：AOF存储的是写入的命令，因此文件会比RDB大很多，并且在进行故障恢复时，效率也低于RDB
• 参考RDB与AOF的区别、Redis持久化之RDB与AOF

三、redis雪崩、击穿和穿透

• 雪崩
  • 描述：redis缓存大面积失效，导致请求直接落到数据库上，数据库承受不住压力，直接挂了
  • 原因：造成雪崩的原因有两种，一：redis故障，无法接受请求；二：redis上的缓存有效期大面积到期
  • 解决：对于第一种原因，可以提高redis的高可用，做缓存降级，在本地使用EhCache缓存，第二种原因，可以随机设置缓存的有效期，使其在不同的时间失效
• 击穿
  • 描述及原因：redis热点缓存失效，热点key在承受着高并发，当这个热点key失效之后，所有请求会直接落在数据库上，导致数据库宕机
  • 解决：
    • 1、设置热点key永不过期
    • 2、加互斥锁，请求A访问数据库时，其他请求需要等待，等请求A查询完成，添加到redis中，其他请求发现redis已经有数据了，就不会再请求数据库了
• 穿透
  • 描述及原因：请求的数据在缓存和数据库中都不存在，请求就一直落到数据库中，导致数据库压力过大宕机
  • 解决：
    • 1、对不存在的数据，将key和value为null的数据缓存起来，并设置一个较短的过期时间，防止过期时间过长，影响其他用户使用
    • 2、做接口参数校验，拦截掉非法的请求
    • 3、对同一时间内请求次数过多的非法请求IP做封号处理
• 参考：redis缓存雪崩，击穿，穿透，到底是什么?

四、保证redis高可用

• 主从架构
  • 主从复制：
    • 1、一个slave节点第一次连接或者重新连接到master节点时，会发送一个SYNC命令给master
    • 2、master收到这个命令之后，会干两件事，1)执行bgsave，即将缓存中的数据创建一个RDB快照文件，2)将新收到的写入和修改数据集命令保存到缓冲区
    • 3、master节点将创建的RDB文件传输给slave节点，slave节点则清空自己的内存，加载RDB文件的内存中
    • 4、master节点缓冲区的命令传送给slave节点，slave节点执行这些命令，达到主从数据的一致性
    • 5、此后master/slave节点会通过异步请求方式同步master收到的命令
  • 读写分离：master节点只处理写入和修改请求，并同时同步给slave节点，slave节点只处理查询请求
• 哨兵模式
  • 描述：主从架构中，只有一个主节点，一旦主节点发生异常宕机，整个系统将瘫痪不可用，于是需要一个哨兵模式来检测主节点状态及主从切换
  • 监测：哨兵周期性地向所有节点发送类似ping命令，看是否能正常应答，如果不能，则主观判定为下线，如果哨兵群的多数（n/2+1）判定主观下线，则认为客观下线
  • 选主：一旦认定主节点下线，就要开始选择新的主节点。一般会将选择主节点的过程分为“筛选+打分”，就是从所有从节点中过滤掉经常掉线的和网络不好的，然后将剩下的节点按照从库优先级、从库复制进度和从库ID依次判定，即从库优先级最高的作为新的主节点，如果全都一样，则判定从库从主库上的复制进度，进度最高的当选主节点，如果进度全都一样，则判定从库ID，ID小的当选主节点，选定好新的主节点时，就可以开始进行主从切换了
• 拓展
  • 1、哨兵模式中，哨兵宕机了，怎么保证主从切换？：哨兵模式中，哨兵也会采取集群模式，至少需要三个哨兵组成集群，当一个哨兵宕机，另外的哨兵依然可以正常工作
  • 2、主从切换进行中，客户端能正常请求操作吗？：如果redis采用的是读写分离，那么读请求可以正常响应，写请求则会失败
• 参考redis高可用之哨兵模式

五、redis实现分布式锁

• 加锁
  • 加锁其实就是在redis新增一个键值，为避免死锁，设置过期时间
  • 发送命令set key value nx px time
  • 命令解释：nx-设置成功返回1，失败返回0,px-过期时间，time-毫秒时间
  • 加锁过程：使用上面命令尝试执行，如果返回1则说明加锁成功，返回0则说明加锁失败，遇到加锁失败，本地不断尝试加锁，直到成功，即可完成分布式锁的实现
• 解锁
  • 使用del命令将key删除，达到解锁目的

• 还没有人评论，欢迎说说您的想法！

相关课程

java零基础入门到精通

3452 9.8元

尚硅谷经典Java面试题（第1季）

3314 1元

尚硅谷Mapper视频

4465 9.8元