04-redis

1. redis是什么？有什么特点？

redis是一个开源、高性能的键值存储系统，常被称为内存数据库。

特点：

• 高性能：基于内存，支持高吞吐量和低延迟。
• 多数据结构：支持字符串、列表、哈希等多样化的数据结构。
• 持久化：支持RDB和AOF两种持久化方式，保证数据不丢失。
• 高可用性：支持主从复制、哨兵模式和集群模式。
• 丰富功能：包括事务、发布订阅、Lua脚本等特性。

2. redis五种数据类型及其应用场景

• 字符串（String）：适合存储间的键值对，如用户信息。
• 列表（List）：按顺序存储数据，适用于队列、栈等场景。
• 哈希（Hash）：存储键值对的集合，适合存储复杂对象。
• 集合（Set）：存储无序且唯一的元素，适用于需要去重的场景。
• 有序集合（SortedSet）按分数排序的集合，适用于排行榜等场景。

3. redis的两种持久化机制

redis的持久化机制主要有两种：

• RDB（快照）：周期性地将数据快照写入文件，适合备份和恢复。
• AOF（Append Only File）：记录每次写操作，保证数据的持久性，但文件较大。

如何选择：选择时应考虑数据重要性和性能需求：

• 若需高性能且可以接受部分数据丢失，选择RDB。
• 若数据至关重要，需保证持久性，选择AOF。

4. 如何实现redis的高可用性

通过以下几种方式实现：

• 主从复制：主节点写，从节点读，提高读性能并实现故障转移。
• 哨兵模式：自动监控和故障转移，无需手动干预。
• 集群模式：通过分片实现高可用和高性能。

5. redis在高并发场景中的应用

• 分布式锁：采用setnx命令实现互斥锁。
• 限流器：使用滑动窗口或计数器控制访问频率。
• 消息队列：通过列表实现高效的生产者消费者模型。

6. 如何优化redis的性能

• 选择合适的数据结构：根据需求选择最合适的结构。
• 配置优化：调整内存、持久化等参数。
• 使用Pipeline：批量操作减少网络开销。
• 分片和集群：水平扩展提高处理能力。

7. redis事务及原子性

redis的事务通过multi、exec命令实现原子性操作。在事务执行期间，所有命令被队列处理，确保原子性，但不影响性能。

8. redis sentinel（哨兵）的作用

哨兵用于监控主从节点，自动故障转移，管理主从架构，并发布服务信息。

9. redis集群的工作原理

集群通过分片将数据分不到多个节点，支持自动管理、故障转移和弹性扩展，需手动配置。

10. 如何处理redis的内存溢出

• 淘汰策略：配置过期时间，自动删除不使用的数据。
• 使用持久化：确保数据不会丢失。
• 优化数据结构：减少内存使用。
• 增加内存资源：扩展服务器内存。

11. redis与Memcached的区别

• 数据结构：redis支持多种复杂数据类型，memcached只要支持字符串。
• 持久化：redis支持持久化，memcached不支持。
• 性能：在复杂操作上，redis可能稍逊，但在简单操作上两者性能相近。

12. redis中的慢查询是什么？如何排查？

慢查询指那些执行时间过长的命令，平均响应时间超过阈值。

排查方法：

• 使用showlog命令查看日志。
• 分析常用命令，优化复杂结构。
• 使用随机键避免基于范围的查询。

13. redis在分布式系统中的应用

• 缓存系统：提高系统响应速度。
• 消息队列：实现任务分发和处理。
• 分布式锁：控制并发访问。
• 实时统计：处理计数器和排行榜等场景。
• 会话管理：存储用户会话信息。

14. redis的内存管理机制

redis使用jemalloc作为内存分配器，通过内存碎片整理和预分配策略优化内存使用。

15. 如何监控redis的性能

常见监控工具：

• redis cli：查看实时指标。
• prometheus + grafana：图形化监控。
• redis监控工具：如redis-stat、redis-benchmark。

通过监控CPU、内存、网络、命令执行时间和连接数等指标，及时发现瓶颈和异常情况。