JAVA常见面试题总结（八）Redis

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1、Redis 是什么？都有哪些使用场景？2、Redis 和 Memcached 有什么区别？3、Redis为什么是单线程的？4、说一说缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩，以及解决方案。5、Redis的数据类型有哪些？6、Redis 支持的Java客户端有哪些？7、Jedis 和 Redisson 有哪些区别？8、怎么保证缓存和数据库数据的一致性？9、Redis 持久化有几种方式？10、Redis的分布式锁怎么实现？11、Redis 如何做内存优化？12、Redis 的淘汰策略有哪些？13、Redis 常见的性能问题有哪些？该怎么解决？

1、Redis 是什么？都有哪些使用场景？

Redis(Remote Dictionary Server) 是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

Reids 使用场景：

热点数据的缓存限时业务的运用，例：手机验证码、限时优惠活动信息计数器相关问题，例：限制接口请求次数，短信发送数量等排行榜相关问题分布式锁消息队列

2、Redis 和 Memcached 有什么区别？

Memcached只有一种数据类型：string。Redi则支持更多的数据类型：string、list、hash、set、zset。Redis的速度比Memcached快很多。Redis可以持久化其数据。

3、Redis为什么是单线程的？

Redis的操作都是在内存中进行的，由于内存的速度快，CPU也并不是其性能瓶颈，所以使用单线程以减少设计的复杂度。

注： Redis的6.0版本引入了多线程以解决读写网络的read/write操作占用了太多的CPU时间，减少多主线程的阻塞时间，多线程只是处理读写网络的read/write操作，执行命令的依然是单线程。

4、说一说缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩，以及解决方案。

缓存穿透：频繁查询一个Redis和数据库都不存在的数据，很有可能是恶意攻击，会对数据库产生很大的压力。

解决方案：

接口增加用户权限校验，id做校验，例如 id<0 的直接拦截。在数据库中取不到的数据存一个空值到redis，设置缓存有效时间较短，例如30秒后过期。使用布隆过滤器，布隆过滤器可以做到的效果：一个一定不存在的数据会被拦截掉，可能存在的数据才会去查数据库。因为这个特性，只要设置合理的参数就可以极大的缓解缓存穿透问题。

缓存击穿：一条热点数据的缓存过期了，导致一瞬间大量请求打到了数据库。

解决方案：

热点数据的缓存永不过期（这个在实际场景中很少遇到，很多场景热点数据变化很快，而且不容易确定）

加互斥锁，且不能使用synchronized，要做到获取不到锁不自动等待锁，所以可以用 ReentrantLock 的tryLock 加锁，获取不到锁就返回失败，自己控制等待一段时间再获取数据。

注意： 此方式不适合分布式系统，分布式系统需要将 ReentrantLock 换成分布式锁。

public String getData(String key) throws InterruptedException { //从缓存获取数据 String result = getDataByRedis(key); //从缓存中取不到数据 if (result == null){ //获取锁，获取成功去数据据取数据 if (reentrantLock.tryLock()){ //从数据库取数据 result = getDataByMySQL(key); if (result != null){ //更新缓存数据 setDateToRedis(key, result); } reentrantLock.unlock(); }else { //未获取到锁，等待100毫秒再重新获取数据 Thread.sleep(100); result = getData(key); } } return result; }

缓存雪崩：一批数据同时过期了，导致大量的请求打到了数据库。

解决方案：

缓存数据的过期时间设置随机，防止同一时间大量数据过期现象发生。如果遇到必须要同时过期的情况，例如每日固定时间更新排行榜数据，无法分散过期时间，这时候可以从业务层考虑，service层查询数据的时候设置个随机延迟时间，这样一部分请求访问过数据库后将数据存入缓存，另一部分请求再访问就能命中缓存了。

5、Redis的数据类型有哪些？

string（字符串）、hash（哈希）、list（列表）、set（集合）、zset（sorted set：有序集合）。

6、Redis 支持的Java客户端有哪些？

Jedis、Redisson、Lettuce等。Redis官方推荐使用Redisson。

7、Jedis 和 Redisson 有哪些区别？

Jedis 是老牌的 Redis 实现客户端，提供了较全的 Redis 命令支持。

Redisson 实现了分布式和可扩展的Java数据结构，和 Jedis 相比不支持 Redis 的一些特性，促使使用者对 Redis 的关注分离，从而让使用者更加关注于业务本身。

8、怎么保证缓存和数据库数据的一致性？

合理设置缓存数据的过期时间。新增、修改、删除数据库数据的同时修改缓存数据，可以使用事务机制来保证数据的一致性。

9、Redis 持久化有几种方式？

Redis 有两种方式对数据进行持久化。

RDB（Redis Database）：指定时间间隔对数据进行快照保存。AOF（Append Only File）：将对数据的修改操作追加到日志文件中，重启 Redis 后通过解析日志恢复数据。Redis中AOF有三种同步方式，分别是每秒同步，每次操作同步，不同步。

10、Redis的分布式锁怎么实现？

Redis 分布式锁的实现方式其实就是通过一个原子性操作（setnx命令）往 Redis 存一条数据（占一个“坑“），且此数据不存在才能存入成功（抢到了”坑“位），如果数据已经存在就不能存入此数据（没抢到”坑“位）。

只有占”坑“成功了才说明拿到了锁，可以继续执行后续操作，未占”坑“成功的则放弃或稍后重试。

拿到锁的程序在执行完操作后要及时释放锁（让出”坑“位）。

这里有一个问题，如果占”坑“成功的程序挂掉了怎么办？不主动释放锁会导致锁一直存在，后续程序一直等待获取锁，所以一般的解决方式是给锁加一个过期时间，防止因意外情况导致锁无法释放。

这里会出现新的问题，如果在锁的有效期内程序未能执行完操作怎么办？此时就需要一个程序监控锁的状态，如果锁快到期了任务还没执行完，就要重置锁的过期时间（给锁续期）。

11、Redis 如何做内存优化？

尽量选用hash表存储数据，减少key的数量。选择合适的淘汰策略。

12、Redis 的淘汰策略有哪些？

volatile-lru：从设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选出最近最少使用的数据淘汰。没有设置过期时间的key不会被淘汰，这样就可以在增加内存空间的同时保证需要持久化的数据不会丢失。volatile-ttl：从设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选出将要过期的数据淘汰。volaile-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，该策略要淘汰的key面向全体key，而非只是设置过期时间的key。no-enviction：禁止驱逐数据，当内存不足以容纳新数据时，新写入数据就会报错，此策略是系统默认的一种淘汰策略。

13、Redis 常见的性能问题有哪些？该怎么解决？

Master 写内存快照，此操作会阻塞主线程工作，当快照比较大时对性能的影响会很大，有可能会导致短暂性的暂停服务。

Master 启用AOF持久化，当AOF文件过大时，影响Redis 的重启速度。

Master 主从复制的问题，Redis的主从复制，第一次Slave向Master请求同步时，Master会先建立内存快照，然后全量传输给Slave，然后再将缓存的命令发送给Slave，初次同步完成以后，后面的同步就是将变量的快照依次发送给Slave。

解决方法：

Master不要启用持久化，选一台Slave启用持久化。Master和Slave最好在同一个局域网内。避免在压力较大的Master上增加Slave。不使用图状结构使用链式结构，即：Master -> Slave1 -> Slave2 -> Slave3…