大數(shù)據(jù)面試中Redis的問題有哪些

MySQL里有2000w數(shù)據(jù)，redis中只存20w的數(shù)據(jù)，如何保證redis中的數(shù)據(jù)都是熱點(diǎn)數(shù)據(jù)？

redis內(nèi)存數(shù)據(jù)集大小上升到一定大小的時(shí)候，就會(huì)施行數(shù)據(jù)淘汰策略。

Redis的內(nèi)存淘汰策略有哪些？

Redis的內(nèi)存淘汰策略是指在Redis的用于緩存的內(nèi)存不足時(shí)，怎么處理需要新寫入且需要申請(qǐng)額外空間的數(shù)據(jù)。

全局的鍵空間選擇性移除

• noeviction：當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫入數(shù)據(jù)時(shí)，新寫入操作會(huì)報(bào)錯(cuò)。

• allkeys-lru：當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫入數(shù)據(jù)時(shí)，在鍵空間中，移除最近最少使用的key。（這個(gè)是最常用的）

• allkeys-random：當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫入數(shù)據(jù)時(shí)，在鍵空間中，隨機(jī)移除某個(gè)key。

設(shè)置過期時(shí)間的鍵空間選擇性移除

• volatile-lru：當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫入數(shù)據(jù)時(shí)，在設(shè)置了過期時(shí)間的鍵空間中，移除最近最少使用的key。

• volatile-random：當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫入數(shù)據(jù)時(shí)，在設(shè)置了過期時(shí)間的鍵空間中，隨機(jī)移除某個(gè)key。

• volatile-ttl：當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫入數(shù)據(jù)時(shí)，在設(shè)置了過期時(shí)間的鍵空間中，有更早過期時(shí)間的key優(yōu)先移除。

總結(jié)

Redis的內(nèi)存淘汰策略的選取并不會(huì)影響過期的key的處理。內(nèi)存淘汰策略用于處理內(nèi)存不足時(shí)的需要申請(qǐng)額外空間的數(shù)據(jù)；過期策略用于處理過期的緩存數(shù)據(jù)。

Redis主要消耗什么物理資源？

內(nèi)存。

Redis的內(nèi)存用完了會(huì)發(fā)生什么？

如果達(dá)到設(shè)置的上限，Redis的寫命令會(huì)返回錯(cuò)誤信息（但是讀命令還可以正常返回。）或者你可以配置內(nèi)存淘汰機(jī)制，當(dāng)Redis達(dá)到內(nèi)存上限時(shí)會(huì)沖刷掉舊的內(nèi)容。

Redis如何做內(nèi)存優(yōu)化？

可以好好利用Hash,list,sorted set,set等集合類型數(shù)據(jù)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下很多小的Key-Value可以用更緊湊的方式存放到一起。盡可能使用散列表（hashes），散列表（是說散列表里面存儲(chǔ)的數(shù)少）使用的內(nèi)存非常小，所以你應(yīng)該盡可能的將你的數(shù)據(jù)模型抽象到一個(gè)散列表里面。比如你的web系統(tǒng)中有一個(gè)用戶對(duì)象，不要為這個(gè)用戶的名稱，姓氏，郵箱，密碼設(shè)置單獨(dú)的key，而是應(yīng)該把這個(gè)用戶的所有信息存儲(chǔ)到一張散列表里面

2. 線程模型

Redis線程模型

Redis基于Reactor模式開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)事件處理器，這個(gè)處理器被稱為文件事件處理器（file event handler）。它的組成結(jié)構(gòu)為4部分：多個(gè)套接字、IO多路復(fù)用程序、文件事件分派器、事件處理器。因?yàn)槲募录峙善麝?duì)列的消費(fèi)是單線程的，所以Redis才叫單線程模型。

文件事件處理器使用 I/O 多路復(fù)用（multiplexing）程序來同時(shí)監(jiān)聽多個(gè)套接字， 并根據(jù)套接字目前執(zhí)行的任務(wù)來為套接字關(guān)聯(lián)不同的事件處理器。

當(dāng)被監(jiān)聽的套接字準(zhǔn)備好執(zhí)行連接應(yīng)答（accept）、讀?。╮ead）、寫入（write）、關(guān)閉（close）等操作時(shí)， 與操作相對(duì)應(yīng)的文件事件就會(huì)產(chǎn)生， 這時(shí)文件事件處理器就會(huì)調(diào)用套接字之前關(guān)聯(lián)好的事件處理器來處理這些事件。

雖然文件事件處理器以單線程方式運(yùn)行， 但通過使用 I/O 多路復(fù)用程序來監(jiān)聽多個(gè)套接字， 文件事件處理器既實(shí)現(xiàn)了高性能的網(wǎng)絡(luò)通信模型， 又可以很好地與 redis 服務(wù)器中其他同樣以單線程方式運(yùn)行的模塊進(jìn)行對(duì)接， 這保持了 Redis 內(nèi)部單線程設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性。

3. 事務(wù)

什么是事務(wù)？

事務(wù)是一個(gè)單獨(dú)的隔離操作：事務(wù)中的所有命令都會(huì)序列化、按順序地執(zhí)行。事務(wù)在執(zhí)行的過程中，不會(huì)被其他客戶端發(fā)送來的命令請(qǐng)求所打斷。

事務(wù)是一個(gè)原子操作：事務(wù)中的命令要么全部被執(zhí)行，要么全部都不執(zhí)行。

Redis事務(wù)的概念

Redis 事務(wù)的本質(zhì)是通過MULTI、EXEC、WATCH等一組命令的集合。事務(wù)支持一次執(zhí)行多個(gè)命令，一個(gè)事務(wù)中所有命令都會(huì)被序列化。在事務(wù)執(zhí)行過程，會(huì)按照順序串行化執(zhí)行隊(duì)列中的命令，其他客戶端提交的命令請(qǐng)求不會(huì)插入到事務(wù)執(zhí)行命令序列中。

總結(jié)說：redis事務(wù)就是一次性、順序性、排他性的執(zhí)行一個(gè)隊(duì)列中的一系列命令。

Redis事務(wù)的三個(gè)階段

1. 事務(wù)開始 MULTI

2. 命令入隊(duì)

3. 事務(wù)執(zhí)行 EXEC

事務(wù)執(zhí)行過程中，如果服務(wù)端收到有EXEC、DISCARD、WATCH、MULTI之外的請(qǐng)求，將會(huì)把請(qǐng)求放入隊(duì)列中排隊(duì)

Redis事務(wù)相關(guān)命令

Redis事務(wù)功能是通過MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH 四個(gè)原語實(shí)現(xiàn)的

Redis會(huì)將一個(gè)事務(wù)中的所有命令序列化，然后按順序執(zhí)行。

redis 不支持回滾，“Redis 在事務(wù)失敗時(shí)不進(jìn)行回滾，而是繼續(xù)執(zhí)行余下的命令”， 所以 Redis 的內(nèi)部可以保持簡(jiǎn)單且快速。

如果在一個(gè)事務(wù)中的命令出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么所有的命令都不會(huì)執(zhí)行；

如果在一個(gè)事務(wù)中出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，那么正確的命令會(huì)被執(zhí)行。

WATCH 命令是一個(gè)樂觀鎖，可以為 Redis 事務(wù)提供 check-and-set （CAS）行為?？梢员O(jiān)控一個(gè)或多個(gè)鍵，一旦其中有一個(gè)鍵被修改（或刪除），之后的事務(wù)就不會(huì)執(zhí)行，監(jiān)控一直持續(xù)到EXEC命令。

MULTI命令用于開啟一個(gè)事務(wù)，它總是返回OK。MULTI執(zhí)行之后，客戶端可以繼續(xù)向服務(wù)器發(fā)送任意多條命令，這些命令不會(huì)立即被執(zhí)行，而是被放到一個(gè)隊(duì)列中，當(dāng)EXEC命令被調(diào)用時(shí)，所有隊(duì)列中的命令才會(huì)被執(zhí)行。

EXEC：執(zhí)行所有事務(wù)塊內(nèi)的命令。返回事務(wù)塊內(nèi)所有命令的返回值，按命令執(zhí)行的先后順序排列。當(dāng)操作被打斷時(shí)，返回空值 nil 。

通過調(diào)用DISCARD，客戶端可以清空事務(wù)隊(duì)列，并放棄執(zhí)行事務(wù)， 并且客戶端會(huì)從事務(wù)狀態(tài)中退出。

UNWATCH命令可以取消watch對(duì)所有key的監(jiān)控。

事務(wù)管理（ACID）概述

• 原子性（Atomicity）：原子性是指事務(wù)是一個(gè)不可分割的工作單位，事務(wù)中的操作要么都發(fā)生，要么都不發(fā)生。

• 一致性（Consistency）：事務(wù)前后數(shù)據(jù)的完整性必須保持一致。

• 隔離性（Isolation）：多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不應(yīng)影響其他事務(wù)的執(zhí)行

• 持久性（Durability）：持久性是指一個(gè)事務(wù)一旦被提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就是永久性的，接下來即使數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生故障也不應(yīng)該對(duì)其有任何影響

Redis的事務(wù)總是具有ACID中的一致性和隔離性，其他特性是不支持的。當(dāng)服務(wù)器運(yùn)行在AOF持久化模式下，并且appendfsync選項(xiàng)的值為always時(shí)，事務(wù)也具有耐久性。

Redis事務(wù)支持隔離性嗎

Redis 是單進(jìn)程程序，并且它保證在執(zhí)行事務(wù)時(shí)，不會(huì)對(duì)事務(wù)進(jìn)行中斷，事務(wù)可以運(yùn)行直到執(zhí)行完所有事務(wù)隊(duì)列中的命令為止。因此，Redis 的事務(wù)是總是帶有隔離性的。

Redis事務(wù)保證原子性嗎，支持回滾嗎

Redis中，單條命令是原子性執(zhí)行的，但事務(wù)不保證原子性，且沒有回滾。事務(wù)中任意命令執(zhí)行失敗，其余的命令仍會(huì)被執(zhí)行。

Redis事務(wù)其他實(shí)現(xiàn)

基于Lua腳本，Redis可以保證腳本內(nèi)的命令一次性、按順序地執(zhí)行，

其同時(shí)也不提供事務(wù)運(yùn)行錯(cuò)誤的回滾，執(zhí)行過程中如果部分命令運(yùn)行錯(cuò)誤，剩下的命令還是會(huì)繼續(xù)運(yùn)行完

基于中間標(biāo)記變量，通過另外的標(biāo)記變量來標(biāo)識(shí)事務(wù)是否執(zhí)行完成，讀取數(shù)據(jù)時(shí)先讀取該標(biāo)記變量判斷是否事務(wù)執(zhí)行完成。但這樣會(huì)需要額外寫代碼實(shí)現(xiàn)，比較繁瑣