redis面試中常被問到的重點有哪些

# Redis面試中常被問到的重點有哪些

Redis作為高性能的鍵值存儲系統，在面試中經常被深入考察。以下是Redis面試中的核心知識點整理，涵蓋基礎概念、數據結構、持久化機制、高可用方案等關鍵內容。

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## 一、Redis基礎概念

### 1. Redis是什么？
- **內存數據庫**：數據主要存儲在內存中，讀寫性能極高（10萬+ QPS）
- **鍵值存儲**：支持多種數據結構（String/Hash/List/Set/ZSet等）
- **單線程模型**：基于Reactor模式的事件驅動架構（6.0后支持多線程IO）

### 2. Redis vs Memcached
| 特性          | Redis                          | Memcached              |
|---------------|--------------------------------|------------------------|
| 數據類型       | 5種核心+擴展類型               | 僅字符串               |
| 持久化         | 支持RDB/AOF                   | 不支持                 |
| 集群模式       | Redis Cluster/Codis           | 需客戶端分片           |
| 線程模型       | 單線程（IO多線程可選）         | 多線程                 |

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## 二、核心數據結構與使用場景

### 1. String（字符串）
- **底層實現**：SDS（Simple Dynamic String）
- **典型場景**：
  - 緩存（用戶會話、頁面緩存）
  - 計數器（`INCR article:readcount:1001`）
  - 分布式鎖（`SETNX lock:order 1 EX 30`）

### 2. Hash（哈希表）
- **底層結構**：ziplist（元素少時）/ hashtable
- **使用示例**：
  ```bash
  HSET user:1001 name "張三" age 28
  HGETALL user:1001

3. List（列表）

• 實現方式：quicklist（ziplist鏈表）
• 應用場景：
  • 消息隊列（LPUSH+BRPOP）
  • 最新消息排行（LTRIM保持固定長度）

4. Set（集合）

• 特點：無序、元素唯一
• 實際應用：
  • 共同好友（SINTER user:1001:friends user:1002:friends）
  • 抽獎活動（SRANDMEMBER lottery:users 3）

5. Sorted Set（有序集合）

• 底層結構：ziplist + skiplist
• 經典案例：
  • 排行榜（ZADD leaderboard 95 "player1"）
  • 延遲隊列（score設為執行時間戳）

三、持久化機制

1. RDB（快照）

• 觸發方式：
  • 手動執行SAVE/BGSAVE
  • 配置自動保存（save 900 1）
• 優缺點：
  • ? 恢復速度快
  • ? 可能丟失最后一次快照后的數據

2. AOF（追加日志）

• 寫回策略：
  • appendfsync always（每次寫操作）
  • appendfsync everysec（默認，每秒）
  • appendfsync no（由系統決定）
• 重寫機制：
  • BGREWRITEAOF壓縮日志文件

3. 混合持久化（Redis 4.0+）

• 結合RDB和AOF優勢：
  • 定期全量備份（RDB）
  • 增量寫入AOF日志

四、高可用架構

1. 主從復制

• 復制流程：
  1. 從節點執行SLAVEOF 127.0.0.1 6379
  2. 主節點生成RDB文件發送給從節點
  3. 后續通過傳播寫命令保持同步

2. Sentinel（哨兵）

• 核心功能：
  • 監控節點狀態
  • 自動故障轉移（選舉新主節點）
  • 配置中心（通知客戶端新主節點地址）
• 部署建議：至少3個Sentinel實例

3. Redis Cluster

• 數據分片：
  • 16384個哈希槽（0-16383）
  • CLUSTER ADDSLOTS分配槽位
• 節點通信：
  • Gossip協議交換信息
  • 每秒1次PING/PONG

五、性能優化

1. 內存管理

• 內存淘汰策略：
  • volatile-lru：從已設置過期時間的鍵中淘汰最近最少使用的
  • allkeys-lru：從所有鍵中淘汰LRU
• 優化建議：
  • 使用SCAN替代KEYS
  • 控制Hash/List的元素數量

2. 管道（Pipeline）

# Python示例
pipe = r.pipeline()
for i in range(1000):
    pipe.set(f"key:{i}", i)
pipe.execute()

3. 慢查詢分析

• 配置閾值（毫秒）：

  
  slowlog-log-slower-than 10
  slowlog-max-len 128
  

• 查看慢日志：

  
  SLOWLOG GET 5
  

六、事務與Lua腳本

1. 事務特性

• ACID表現：
  • 原子性：單條命令原子執行，事務整體不保證
  • 隔離性：串行執行
• 命令序列：

  
  MULTI
  SET book:1 "Redis實戰"
  INCR sales:count
  EXEC
  

2. Lua腳本

• 優勢：
  • 減少網絡開銷（多個操作合并）
  • 原子性執行
• 示例：

  
  -- 限流腳本
  local key = KEYS[1]
  local limit = tonumber(ARGV[1])
  local current = tonumber(redis.call('GET', key) or 0
  if current + 1 > limit then
  return 0
  else
  redis.call('INCR', key)
  return 1
  end
  

七、緩存問題解決方案

1. 緩存穿透

• 現象：大量查詢不存在的數據
• 解決方案：
  • 布隆過濾器（BF.ADD）
  • 緩存空值（SET null 60）

2. 緩存雪崩

• 預防措施：
  • 隨機過期時間（EXPIRE key 3600 + rand(600)）
  • 多級緩存（本地緩存+Redis）

3. 緩存擊穿

• 熱點Key處理：
  • 互斥鎖（SETNX lock:key 1）
  • 永不過期策略（邏輯過期時間）

八、生產環境實踐

1. 監控指標

• 關鍵指標：
  • 內存使用率（used_memory）
  • 命中率（keyspace_hits/(keyspace_hits+keyspace_misses)）
  • 連接數（connected_clients）

2. 安全配置

• 必要措施：
  • 啟用密碼（requirepass）
  • 禁用危險命令：

  rename-command FLUSHALL ""
  rename-command CONFIG ""
  

3. 版本選擇

• 建議：
  • 生產環境使用穩定版（偶數版本如7.2.x）
  • 新特性關注：
    • Redis 6.0：多線程IO
    • Redis 7.0：Function API

九、高頻面試題示例

1. Redis為什么快？

   • 內存操作
   • IO多路復用
   • 單線程避免鎖競爭

2. 如何實現分布式鎖？

   • SETNX + EXPIRE（Redlock算法）
   • 對比Zookeeper/Etcd方案

3. BigKey如何處理？

   • 拆分（HSCAN分批刪除）
   • 使用Lazy Free（UNLINK）

4. 集群數據如何遷移？

   • MIGRATE命令
   • 第三方工具（redis-shake）

掌握以上知識點后，建議通過以下方式深化理解： 1. 動手搭建Redis集群環境 2. 使用redis-benchmark進行壓測 3. 閱讀Redis核心源碼（如dict.c/ae.c） “`