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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，可用作數(shù)據(jù)庫、緩存、消息代理等，是NoSQL型數(shù)據(jù)庫

Redis的特點

1. Redis是基于內(nèi)存的，操作速度非?？?/span>

2. Redis是單進程單線程的，線程安全，采用IO多路復(fù)用機制

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?？?，可達到每秒十萬級的吞吐量，這基于以下幾點原因

1. redis是基于內(nèi)存實現(xiàn)的，內(nèi)存的讀寫速度要遠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，處理請求時是單線程執(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度，查詢字符串長度時需要遍歷整個字符串，時間復(fù)雜度為O(n)，并且在擴充和縮短字符串時，要注意緩沖區(qū)溢出和內(nèi)存泄漏問題

2. SDS字符串的len存儲了字符串長度信息，查詢字符串長度時間復(fù)雜度為O(1)，在擴充字符串時會先檢查空間是否滿足需求空間，如果不滿足，則會先對SDS空間進行擴展，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)，在擴充字符串時會執(zhí)行空間預(yù)分配（空間分配策略），在修改后字符串長度時，不僅分配了必須的空間，還會分配一定大小的free未使用空間（修改后長度小于1MB，則和字符串長度相等，反之，最大為1MB）；在縮短字符串時，采用了惰性空間釋放，即修改字符串長度后，不會立即釋放空間，而是將空間分配到free未使用空間中，以便于下次使用

4. SDS字符串是二進制安全的，因為buf存儲的不是字符，存儲的是二進制數(shù)據(jù)

4. I/O多路復(fù)用

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

   文件事件處理器是單線程執(zhí)行的，但內(nèi)部實現(xiàn)了I/O多路復(fù)用，即內(nèi)部通過監(jiān)聽同時監(jiān)聽多個Socket連接，快速響應(yīng)連接請求，但在內(nèi)部I/O多路復(fù)用程序會將Socket放在一個有序的隊列中，通過文件事件分派器有序分配給事件處理器進行處理，一個Socket的事件執(zhí)行完畢后，才會執(zhí)行下一個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，首先去查詢緩存，如果命中了緩存，就取出返回數(shù)據(jù)。如果沒有命中緩存，則去數(shù)據(jù)庫進行查詢，并保存在redis緩存中，這樣保證了緩存的數(shù)據(jù)會進行更新；對數(shù)據(jù)進行更新的時候，先進行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：節(jié)約了內(nèi)存 缺點：cpu壓力大

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

2. 惰性刪除 優(yōu)點：cpu壓力小 缺點：內(nèi)存壓力大

   redis不進行主動的刪除，當查詢數(shù)據(jù)時，若該數(shù)據(jù)沒有過期，則返回數(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)長期未被查詢，則一直存留，增加了內(nèi)存的壓力

Redis的淘汰機制有哪些？

在數(shù)據(jù)過期策略中提到惰性刪除時，可能會有數(shù)據(jù)長時間未被刪除，再加上未過期數(shù)據(jù)，那么就可能達到內(nèi)存限制的上限，此時需要進行數(shù)據(jù)淘汰

1. 新寫入數(shù)據(jù)時報錯（默認策略）

2. 在鍵空間中，隨機移除某個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，定時在redis需要做持久化時，redis會開啟子進程，將redis中的數(shù)據(jù)寫入dump.rdb文件中保存在硬盤

   優(yōu)點：RDB存儲效率高，文件體積小，恢復(fù)時速度快于AOF

   缺點：定時執(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

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

   優(yōu)點：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：相對于RDB文件，恢復(fù)數(shù)據(jù)速度慢，文件體積大

   從優(yōu)缺點中可以看出當你的程序需要高度保證數(shù)據(jù)的完整性時還是采用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)置了過期時間且大量緩存在短時間段內(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),隨機設(shè)置過期時間

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. 做一些通用的簡單校驗,例如:查詢時,若id<=0,則不進行查詢

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

緩存擊穿：

原因:大量的請求命中相同一個key,在此key失效時,對應(yīng)的請求全部落到數(shù)據(jù)庫上

解決方案:

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

2. 設(shè)置永久不過期(不推薦)

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