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Redis是一種開源的基于BSD許可的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，可用作數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存、消息代理等，是NoSQL型數(shù)據(jù)庫(kù)

Redis的特點(diǎn)

1. Redis是基于內(nèi)存的，操作速度非?？?/span>

2. Redis是單進(jìn)程單線程的，線程安全，采用IO多路復(fù)用機(jī)制

3. Redis支持豐富的數(shù)據(jù)類型，字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（sorted set）等

4. Redis所有操作都是原子性的，要么全部成功，要么全部失敗

Redis為什么這么快？

redis速度非?？欤蛇_(dá)到每秒十萬級(jí)的吞吐量，這基于以下幾點(diǎn)原因

1. redis是基于內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的，內(nèi)存的讀寫速度要遠(yuǎn)高于硬盤的讀寫速度

2. redis主體是單線程的，沒有鎖的問題。說明：redis整體不是單線程的，處理請(qǐng)求時(shí)是單線程執(zhí)行

3. 特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，redis中字符串用的是SDS動(dòng)態(tài)字符串

   SDS與C的字符串：

   

   
   

1. C中字符串未記錄字符串長(zhǎng)度，查詢字符串長(zhǎng)度時(shí)需要遍歷整個(gè)字符串，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，并且在擴(kuò)充和縮短字符串時(shí)，要注意緩沖區(qū)溢出和內(nèi)存泄漏問題

2. SDS字符串的len存儲(chǔ)了字符串長(zhǎng)度信息，查詢字符串長(zhǎng)度時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，在擴(kuò)充字符串時(shí)會(huì)先檢查空間是否滿足需求空間，如果不滿足，則會(huì)先對(duì)SDS空間進(jìn)行擴(kuò)展，避免了緩沖區(qū)溢出

3. SDS字符串減少了內(nèi)存分配次數(shù)，在擴(kuò)充字符串時(shí)會(huì)執(zhí)行空間預(yù)分配（空間分配策略），在修改后字符串長(zhǎng)度時(shí)，不僅分配了必須的空間，還會(huì)分配一定大小的free未使用空間（修改后長(zhǎng)度小于1MB，則和字符串長(zhǎng)度相等，反之，最大為1MB）；在縮短字符串時(shí)，采用了惰性空間釋放，即修改字符串長(zhǎng)度后，不會(huì)立即釋放空間，而是將空間分配到free未使用空間中，以便于下次使用

4. SDS字符串是二進(jìn)制安全的，因?yàn)閎uf存儲(chǔ)的不是字符，存儲(chǔ)的是二進(jìn)制數(shù)據(jù)

4. I/O多路復(fù)用

   Redis服務(wù)器是一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)程序，包含了文件事件和時(shí)間事件。文件事件就是redis服務(wù)器和其他端進(jìn)行通信時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)的文件；時(shí)間事件是redis內(nèi)部的一些在給定時(shí)間內(nèi)要進(jìn)行的操作

   文件事件處理器是單線程執(zhí)行的，但內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了I/O多路復(fù)用，即內(nèi)部通過監(jiān)聽同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)Socket連接，快速響應(yīng)連接請(qǐng)求，但在內(nèi)部I/O多路復(fù)用程序會(huì)將Socket放在一個(gè)有序的隊(duì)列中，通過文件事件分派器有序分配給事件處理器進(jìn)行處理，一個(gè)Socket的事件執(zhí)行完畢后，才會(huì)執(zhí)行下一個(gè)Socket，即是單線程。但這里也要注意事件處理器里并不是單線程的

Redis數(shù)據(jù)的更新、過期可采用的策略是什么？

1. 數(shù)據(jù)更新策略（redis緩存與DB數(shù)據(jù)保證一致性）

   Cache-Aside pattern 緩存更新模式

   

   
   

在查詢時(shí)，首先去查詢緩存，如果命中了緩存，就取出返回?cái)?shù)據(jù)。如果沒有命中緩存，則去數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢，并保存在redis緩存中，這樣保證了緩存的數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)行更新；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新的時(shí)候，先進(jìn)行DB數(shù)據(jù)的更新，再刪除緩存，這樣避免了舊數(shù)據(jù)緩存一直存在（查詢時(shí)一直命中舊數(shù)據(jù)緩存）

1. 數(shù)據(jù)過期策略

1. 定期刪除 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約了內(nèi)存 缺點(diǎn)：cpu壓力大

   redis會(huì)間隔一段時(shí)間（默認(rèn)100ms）去隨機(jī)抽取一些設(shè)置了過期時(shí)間的緩存，檢查其是否過期。隨機(jī)抽取的原因是，如果按照一定數(shù)量去順序查詢時(shí)，后面的過期緩存可能長(zhǎng)時(shí)間不能被清理，若每次都是全量的檢查時(shí)，數(shù)據(jù)量大，cpu壓力。

2. 惰性刪除 優(yōu)點(diǎn)：cpu壓力小 缺點(diǎn)：內(nèi)存壓力大

   redis不進(jìn)行主動(dòng)的刪除，當(dāng)查詢數(shù)據(jù)時(shí)，若該數(shù)據(jù)沒有過期，則返回?cái)?shù)據(jù)，反之，則刪除數(shù)據(jù)，避免了cpu壓力大的情況，但是若過期數(shù)據(jù)長(zhǎng)期未被查詢，則一直存留，增加了內(nèi)存的壓力

Redis的淘汰機(jī)制有哪些？

在數(shù)據(jù)過期策略中提到惰性刪除時(shí)，可能會(huì)有數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間未被刪除，再加上未過期數(shù)據(jù)，那么就可能達(dá)到內(nèi)存限制的上限，此時(shí)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)淘汰

1. 新寫入數(shù)據(jù)時(shí)報(bào)錯(cuò)（默認(rèn)策略）

2. 在鍵空間中，隨機(jī)移除某個(gè)key

3. 在鍵空間中，移除最近很少使用的key（LRU算法推薦）

Redis持久化有哪些方式？

1. RDB

   快照形式，定時(shí)在redis需要做持久化時(shí)，redis會(huì)開啟子進(jìn)程，將redis中的數(shù)據(jù)寫入dump.rdb文件中保存在硬盤

   優(yōu)點(diǎn)：RDB存儲(chǔ)效率高，文件體積小，恢復(fù)時(shí)速度快于AOF

   缺點(diǎn)：定時(shí)執(zhí)行，未保存數(shù)據(jù)，redis就重啟了，不能保證數(shù)據(jù)完整性

2. AOF

   默認(rèn)每秒鐘一次，將redis的修改命令全部保存在一個(gè)AOF文件中，每當(dāng)redis服務(wù)器做一次修改命令，都將該命令保存下來，從而達(dá)到持久化

   優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)足夠完整，即便丟失也僅丟失了一秒的數(shù)據(jù)

   缺點(diǎn)：相對(duì)于RDB文件，恢復(fù)數(shù)據(jù)速度慢，文件體積大

   從優(yōu)缺點(diǎn)中可以看出當(dāng)你的程序需要高度保證數(shù)據(jù)的完整性時(shí)還是采用AOF方式更加可靠

Redis緩存雪崩、穿透、擊穿的原因和解決方案有哪些？

緩存雪崩:

原因:存在緩存設(shè)置了過期時(shí)間且大量緩存在短時(shí)間段內(nèi)過期的情況

解決方案:

1. 設(shè)置永久不過期(不推薦)

2. 在可接受的范圍內(nèi),隨機(jī)設(shè)置過期時(shí)間

緩存穿透:

原因:

1. 緩存大面積無法命中

2. 接口被攻擊,非常規(guī)查詢,如:查詢id<0,使得緩存無法命中

解決方案:

1. 布隆過濾器

2. 做一些通用的簡(jiǎn)單校驗(yàn),例如:查詢時(shí),若id<=0,則不進(jìn)行查詢

3. 緩存一條全空數(shù)據(jù),過期時(shí)間要盡可能小一點(diǎn),效果可能不太理想

緩存擊穿：

原因:大量的請(qǐng)求命中相同一個(gè)key,在此key失效時(shí),對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求全部落到數(shù)據(jù)庫(kù)上

解決方案:

1. 加鎖,排隊(duì)進(jìn)行請(qǐng)求,若key不存在(不論是過期還是首次查詢無緩存),則進(jìn)行一次DB查詢,然后將數(shù)據(jù)緩存進(jìn)redis

2. 設(shè)置永久不過期(不推薦)

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