# Redis笔记 **Repository Path**: xxacker/redis-notes ## Basic Information - **Project Name**: Redis笔记 - **Description**: Redis 笔记 - **Primary Language**: Java - **License**: Apache-2.0 - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2024-01-08 - **Last Updated**: 2024-01-23 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # Redis笔记 ### 介绍 Redis 笔记用来记录 Redis 的基础知识和用法。 ### 0. Redis 在你项目中的应用场景？ ### 1. 什么是 Redis ? 它主要用来什么的？ 1. Redis 是**高性能的非关系型数据库**，存储格式是 key-value。可以用作**数据库**、**缓存**和**消息代理**。 2. 它支持的数据类型非常多，包括：**string(字符串)、list(列表)、set(集合)、zset(sorted set 有序集合)和 hash（哈希类型）**； 3. 由于 Redis 的数据都基于缓存的，所以速度很快，每秒可以处理超过 10 万次读写操作，是已知性能最快的 Key-Value 数据库； 4. Redis 也可以实现数据写入磁盘中，保证了数据的安全不丢失，而且 Redis 的操作是原子性的。 ### 2. Redis 支持哪些数据类型？（请解释一下 Redis 的五种对象类型以及它们的应用场景？） Redis的五种对象类型包括字符串（string）、列表（list）、集合（set）和有序集合（sorted set）、哈希（hash）。 1. （string）字符串： 常用于存储字符串、整数或浮点数等信息； 2. （list）列表： 是一种有序的字符串列表，可以在头部或尾部添加元素。可以通过List来实现队列和栈等数据结构。 3. （set）集合： 用于存储多个唯一的字符串，并可以进行交集、并集等操作； 4. （sorted set）有序集合： 也用于存储多个唯一的字符串，但每个元素都会关联一个分数，根据分数进行排序。 5. （hash）哈希： 用于存储多个键值对；列表用于存储多个字符串，并按照插入顺序排序； ### 3. Redis 是单线程还是多线程的？ Redis6.0 版本之前的单线程是指 **网络I/O** 和 **键值对读写** 是由一个线程完成的。
Redis6.0 引入的多线程指的是 **网络请求过程** 采用了多线程。但是 **键值对读写** 仍然是单线程处理的，所以 Redis 依然是**并发安全**的。 ### 4. Redis 单线程为什么还能这么快？ 1. Redis 命令执行基于内存操作，一条命令在内存里操作的时间是几十纳秒 2. 命令执行是单线程操作，没有**线程切换**开销 3. Redis 底层是基于 **I/O 多路复用机制**提升整体的的 I/O 利用率 4. 高效的数据存储结构：全局 hash 表以及多种高效数据结构，比如：跳表、压缩队列、链表等等。 ### 5. Redis 底层是如何使用**跳表**来存储数据的？ 在 Redis 中数据类型是 有序集合 zset，它的底层是使用**跳表**来实现的；
一开始 zset 中的数据，会保存在链表中，插入、删除元素非常快，但是查找很慢；
zset 对链表做了优化、改造；将**有序链表**改造为支持近似**“折半查找法”**。可以进行快速的插入、删除、查找操作。 ### 6. Redis 的 key 过期了，为什么内存没有释放？ Redis 对于过期的 key 的处理，一般有**惰性删除**和**定时删除**两种策略：
1. 惰性删除：当**读/写一个已经过期的 key** 时，会触发惰性删除策略，判断 key 是否过期，如果过期了直接删除掉这个 key。
2. 定时删除： 由于惰性删除策略无法保证冷数据被及时删除掉，所以 Redis 会定期（默认100ms）主动淘汰一部分已经过期的 key ，所以可能会出现部分 key 已经过期，但还没有被清理的情况，导致内存没有被释放。 ### 7. Redis 的 key 没有设置过期时间，为什么被 Redis 主动删除了？（Redis 的淘汰策略） 当 Redis 的已用内存超过 最大内存限定的时候，会触发主动清理策略。
主动清理策略在 Redis4.0 之前，一共实现了 6 种内存淘汰策略，在 4.0 之后，又增加了 2 种策略，总共 8 种：
a). 针对设置了**过期时间的 key** 做处理：
1. volatile-ttl：在筛选时，会针对设置了过期时间的键值对，根据过期时间的先后进行删除，越早过期的越先被删除。
2. volatile-random：在设置了过期时间的键值对中，随机删除。
3. volatile-lru：使用**最近最久使用算法**，也就是淘汰使用时间最久的数据。
4. volatile-lfu：使用**最近最少使用算法**，也就是挑选出最近使用次数最少的 key 。
b). 针对**所有的 key** 做处理：
1. allkeys-random：从所有键值对中随机选择并删除数据
2. allkeys-lru：使用**最近最久使用算法**，也就是淘汰使用时间最久的数据。
3. allkeys-lfu：使用**最近最少使用算法**，也就是挑选出最近使用次数最少的 key 。
c). 不处理：
1. noeviction：不会删除任何数据，达到内存上限后返回错误。 ### 8. 删除 key 的命令会阻塞 Redis 吗？ 如果是删除 list、set、zset、hash 中的数据，会造成Redis 的阻塞。因为删除这里面的数据，需要逐个遍历删除。 ### 9. Redis 主从、哨兵、集群架构优缺点比较 (Redis 单节点存储的数据，最高不超过 10G，否则会导致持久化文件过大，影响**数据恢复**或**主从同步的效率**。)
如果需要**高并发读写分离**，可以考虑**主从复制**或**哨兵模式**；
如果需要**高可用性和读写分离**，可以考虑集群模式。 ### 10. 什么是缓存穿透？应该如何解决？ 客户端查询数据库中没有的记录，导致缓存在这种情况下无法利用，称之为缓存穿透。
解决方案：
1. 不管数据实际上存不存在，都把这个键存到缓存中（有效期设置的短一些，比如一分钟到三分钟），然后值设置为一个特定值，业务中如果获取到的结果是这个特定值，则报错返回。这样可以在一定程度上解决缓存穿透问题。（mybatis 中 cache 解决了缓存穿透，将数据库中没有查询到结果也进行缓存。） 2. 设置超时访问(timeout access)。将对请求数据的访问次数设置一定的限制，若一定时间内访问次数未达到约定值，便无权访问，拒绝服务。 ### 11. 什么是缓存雪崩？应该如何解决？ 在系统运行的某一时刻，突然系统中缓存全部失效，导致大量请求直接到达后端数据库，进而导致数据库压力过大甚至崩溃，整个系统出现故障。
解决方案：
1. 优化缓存过期时间：设计缓存时为每个 key 选择合适的过期时间，避免大量 key 在同一时刻过期，造成缓存雪崩。可以通过设置不同的过期时间或使用随机因子来错开缓存过期时间。 2. 高可用性设计：使用 Redis **哨兵模式**或**集群部署方式**，确保即使个别节点宕机，整个缓存层仍可正常使用。在多个机房部署 Redis，确保机房故障时缓存层仍可高可用。 ### 12. ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ### ###