面试 Redis 八股文十问十答第三期

作者：程序员小白条，个人博客

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1）redis 的 lua 脚本用过吗？

Lua脚本在Redis中被广泛用于执行原子操作。通过Lua脚本，你可以将多个命令打包成一个操作单元，确保它们在执行时是原子的，这对于需要保证多个命令执行顺序或一致性的情况非常有用。Lua脚本还可以在服务端执行，这样可以减少网络传输延迟，并且可以执行一些复杂的逻辑，比如计算、条件判断等。

2）redis pipeline 知道是什么吗？

Redis pipeline是一种将多个命令打包发送给Redis服务器的技术。通过pipeline，客户端可以将多个命令一次性发送给Redis服务器而不需要等待每个命令的响应，这样可以大大提高客户端与服务器之间的通信效率。Pipeline通常用于需要批量处理命令或需要减少网络开销的场景。

3）redis big key 问题能说说吗？怎么解决？

Redis的Big Key问题指的是在Redis中存在过大的数据结构，比如巨大的字符串、列表、集合或者哈希表。这些Big Key可能会导致一些问题，比如内存占用过高、数据传输速度下降等。解决Big Key问题的方法包括：

• 分片（Sharding）：将大的数据结构分成多个小的数据结构，分布到多个Redis节点上，从而降低单个节点的负载。
• 优化数据结构：考虑是否可以优化数据结构，比如使用压缩算法对大的字符串进行压缩，或者将大的列表、集合或者哈希表拆分成多个小的数据结构。
• 定期清理：定期检查并清理Redis中的Big Key，可以通过使用Redis的命令来查找大的Key，然后进行适当的清理操作。
• 监控和预警：实时监控Redis中的数据结构大小，设置合适的阈值，并配置预警机制，及时发现并处理Big Key问题。

4）redis热点key的问题如何解决？

Redis的热点key问题是指某些特定的key被频繁访问，导致这些key所在的Redis节点成为性能瓶颈。为了解决这个问题，可以采取以下策略：

• 缓存失效策略：使用合适的缓存失效策略，比如设置过期时间或者在适当的时机手动失效热点key，使得热点key的访问频率降低，减轻Redis节点压力。
• 数据分片：将热点key分布到不同的Redis节点上，通过数据分片技术将热点key均匀地分散到多个节点，从而减少单个节点的压力。
• 缓存预热：在系统启动或者运行过程中，提前将热点数据加载到缓存中，避免在真正需要时才去查询数据库或者计算结果，从而减少热点key的访问次数。
• 使用内存淘汰策略：选择合适的内存淘汰策略，如LRU（最近最少使用）、LFU（最不经常使用）等，使得热点key优先被保留在内存中。
• 添加缓存层：在Redis之上添加一层缓存，如Memcached等，将热点key缓存到这一层中，减轻Redis节点的压力。

5）redis的持久化机制

Redis提供了两种持久化机制：RDB（Redis DataBase）和AOF（Append Only File）。

• RDB持久化：RDB是将Redis在内存中的数据定期保存到磁盘上的一种持久化方式。当触发持久化条件时，Redis会fork一个子进程，将内存中的数据写入到一个临时文件中，待写入完成后，用这个临时文件替换原来的RDB文件。RDB持久化的优点是可以生成紧凑的、完整的快照文件，适合用于备份和恢复数据。
• AOF持久化：AOF持久化是将Redis执行的写命令追加到一个文件的末尾，Redis重启时会重新执行这些命令来恢复数据。AOF持久化的优点是可以保证数据完整性，即使在异常情况下也不会丢失数据。同时，AOF文件是一个只进行追加操作的文件，因此对于磁盘的IO压力相对较小。

6）redis生成RDB的时候处理请求的过程

当Redis开始生成RDB文件时，它会暂停接受来自客户端的写入请求。这意味着在RDB生成期间，Redis仅处理读取请求，写入请求会被暂时阻塞。

生成RDB文件的过程通常包括以下几个步骤：

• Fork子进程：Redis会fork一个子进程来执行生成RDB文件的操作。这个子进程是通过复制父进程的内存来创建的，因此生成RDB文件的过程不会影响到父进程的正常运行。
• 遍历数据：子进程会遍历Redis中的所有数据结构，将数据写入到RDB文件中。这个过程是在子进程中独立进行的，因此不会影响到父进程对数据的访问。
• 写入磁盘：一旦遍历完所有数据，子进程会将生成的RDB文件写入到磁盘中。这个过程是一个IO密集型的操作，可能会花费一定的时间，但不会影响到父进程对数据的读取操作。
• 恢复写入请求：一旦RDB文件生成完毕，Redis会恢复对写入请求的处理。此时，新的写入请求会被接受并处理，而生成RDB文件的子进程会退出并释放资源。

7）redis哨兵机制

Redis的哨兵机制是用于监控和管理Redis主从复制和高可用性的一种机制。它的主要作用是在主节点出现故障时，自动将一个从节点切换为新的主节点，以保证系统的高可用性。

哨兵机制的工作原理包括以下几个步骤：

• 监控节点状态：哨兵会周期性地检查Redis节点的状态，包括主节点和所有从节点。它会发送PING命令检查节点是否存活，并获取节点的相关信息。
• 选举新的主节点：当哨兵发现主节点不可用时，会通过选举算法从剩余的从节点中选出一个新的主节点。选举的过程考虑了节点的优先级、复制偏移量等因素。
• 通知客户端：一旦选出新的主节点，哨兵会向客户端发送通知，告知它们新的主节点的地址和端口信息。
• 更新配置：哨兵还会更新所有节点的配置文件，将新的主节点信息写入配置文件中，使得节点在下次启动时连接到新的主节点。

通过哨兵机制，Redis可以实现自动故障转移和高可用性，提升系统的稳定性和可靠性。

8）redis主从的实现原理

Redis的主从复制是通过同步数据和复制命令来实现的。当一个从节点连接到主节点时，它会发送SYNC命令请求进行数据同步。主节点在收到SYNC命令后，会执行BGSAVE命令生成RDB文件，并使用传输协议将RDB文件发送给从节点。从节点接收到RDB文件后，将其加载到内存中，然后通过主节点的命令流来接收和复制主节点的写操作，保持和主节点数据的一致性。

9）redis集群

Redis集群是用于横向扩展和提高系统性能的一种解决方案。它将数据分片存储在多个Redis节点上，每个节点负责管理部分数据和处理客户端请求。Redis集群的主要特点包括：

• 分片：将数据分散到多个节点上，每个节点只负责管理部分数据，通过分片可以提高系统的并发处理能力和数据存储容量。
• 节点间通信：通过Gossip协议和集群总线（Cluster Bus）来实现节点间的通信和信息交换，保证集群中各个节点的状态同步和一致性。
• 故障转移：集群中的每个节点都可以成为主节点，当主节点出现故障时，集群会自动选举新的主节点，并进行故障转移，保证系统的高可用性。
• 客户端路由：客户端连接到集群时，会通过集群的智能路由器（Cluster Bus）将命令路由到正确的节点上，实现对数据的读写操作。

10）redis集群会脑裂吗？

Redis集群在设计上避免了脑裂（Split-Brain）问题的发生。脑裂是指在分布式系统中，由于网络分区或者节点故障导致系统中出现多个不同的子集，每个子集认为自己是整个系统的合法部分，这会导致数据不一致和冲突的问题。

Redis集群通过使用一致性哈希算法来确定数据分片的位置，以及通过Quorum机制来确保节点间的一致性和正确性。当集群中的节点出现故障或者网络分区时，集群会自动进行故障检测和故障转移，保证集群中只有一个主节点负责处理写操作，避免了脑裂问题的发生。因此，Redis集群在正常运行时是不会出现脑裂问题的。

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