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redis常用考点

2024-03-16 来源:我们爱旅游

Redis基本数据类型

基于这些基础的数据结构,redis封装了自己的对象系统,包含字符串对象string、列表对象list、哈希对象hash、集合对象set、有序集合对象zset,每种对象都用到了至少一种基础的数据结构。
redis通过encoding属性设置对象的编码形式来提升灵活性和效率,基于不同的场景redis会自动做出优化。不同对象的编码如下:
1.字符串对象string:int整数、embstr编码的简单动态字符串、raw简单动态字符串
2.列表对象list:ziplist、linkedlist
3.哈希对象hash:ziplist、hashtable
4.集合对象set:intset、hashtable
5.有序集合对象zset:ziplist、skiplist

redis为什么快?

1.完全基于内存操作
2.C语言实现,优化过的数据结构,基于几种基础的数据结构,redis做了大量的优化,性能极高
3.使用单线程,无上下文的切换成本(redis6.0之后又改用多线程:redis使用多线程并非是完全摒弃单线程,redis还是使用单线程模型来处理客户端的请求,只是使用多线程来处理数据的读写和协议解析,执行命令还是使用单线程。)
4.基于非阻塞的IO多路复用机制

缓存击穿

缓存击穿的概念就是单个key并发访问过高,过期时导致所有请求直接打到db上,这个和热key的问题比较类似,只是说的点在于过期导致请求全部打到DB上而已。
解决方案:
加锁更新,比如请求查询A,发现缓存中没有,对A这个key加锁,同时去数据库查询数据,写入缓存,再返回给用户,这样后面的请求就可以从缓存中拿到数据了。
将过期时间组合写在value中,通过异步的方式不断的刷新过期时间,防止此类现象。

缓存穿透

缓存穿透是指查询不存在缓存中的数据,每次请求都会打到DB,就像缓存不存在一样。

布隆过滤器的原理简介

Redis中布隆过滤器的数据结构就是一个很大的位数组和几个不一样的无偏哈希函数(能把元素的哈希值算得比较平均,能让元素被哈希到位数组中的位置比较随机)。如下图,A、B、C就是三个这样的哈希函数,分别对“OneMoreStudy”和“万猫学社”这两个元素进行哈希,位数组的对应位置则被设置为1:

向布隆过滤器中添加元素时,会使用多个无偏哈希函数对元素进行哈希,算出一个整数索引值,然后对位数组长度进行取模运算得到一个位置,每个无偏哈希函数都会得到一个不同的位置。再把位数组的这几个位置都设置为1,这就完成了bf.add命令的操作。

向布隆过滤器查询元素是否存在时,和添加元素一样,也会把哈希的几个位置算出来,然后看看位数组中对应的几个位置是否都为1,只要有一个位为0,那么就说明布隆过滤器里不存在这个元素。如果这几个位置都为1,并不能完全说明这个元素就一定存在其中,有可能这些位置为1是因为其他元素的存在,这就是布隆过滤器会出现误判的原因。

缓存雪崩

当某一时刻发生大规模的缓存失效的情况,比如你的缓存服务宕机了,会有大量的请求进来直接打到DB上,这样可能导致整个系统的崩溃,称为雪崩。雪崩和击穿、热key的问题不太一样的是,他是指大规模的缓存都过期失效了。

Redis的过期策略

惰性删除

惰性删除指的是当我们查询key的时候才对key进行检测,如果已经达到过期时间,则删除。显然,他有一个缺点就是如果这些过期的key没有被访问,那么他就一直无法被删除,而且一直占用内存。

定期删除

定期删除指的是redis每隔一段时间对数据库做一次检查,删除里面的过期key。由于不可能对所有key去做轮询来删除,所以redis会每次随机取一些key去做检查和删除。

定期+惰性都没有删除过期的key

volatile-lru:从已设置过期时间的key中,移出最近最少使用的key进行淘汰
volatile-ttl:从已设置过期时间的key中,移出将要过期的key
volatile-random:从已设置过期时间的key中随机选择key淘汰
allkeys-lru:从key中选择最近最少使用的进行淘汰
allkeys-random:从key中随机选择key进行淘汰
noeviction:当内存达到阈值的时候,新写入操作报错

redis持久化方式

RDB

RDB持久化可以手动执行也可以根据配置定期执行,它的作用是将某个时间点上的数据库状态保存到RDB文件中,RDB文件是一个压缩的二进制文件,通过它可以还原某个时刻数据库的状态。由于RDB文件是保存在硬盘上的,所以即使redis崩溃或者退出,只要RDB文件存在,就可以用它来恢复还原数据库的状态。
可以通过SAVE或者BGSAVE来生成RDB文件。
SAVE命令会阻塞redis进程,直到RDB文件生成完毕,在进程阻塞期间,redis不能处理任何命令请求,这显然是不合适的。
BGSAVE则是会fork出一个子进程,然后由子进程去负责生成RDB文件,父进程还可以继续处理命令请求,不会阻塞进程。

AOF

AOF通过追加、写入、同步三个步骤来实现持久化机制。
当AOF持久化处于激活状态,服务器执行完写命令之后,写命令将会被追加append到aof_buf缓冲区的末尾
在服务器每结束一个事件循环之前,将会调用flushAppendOnlyFile函数决定是否要将aof_buf的内容保存到AOF文件中,可以通过配置appendfsync来决定。

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