大家好,又見面了,我是全棧君。
1、什麼是 Redis?
Redis 本質上是一個 Key-Value 類型的記憶體資料庫,很像 memcached,整個資料庫統統加載在記憶體當中進行操作,定期通過異步操作把資料庫資料 flush 到硬碟上
進行儲存。因為是純記憶體操作,Redis 的性能非常出色,每秒可以處理超過 10 萬次讀寫操作,是已知性能最快的 Key-Value DB。
Redis 的出色之處不僅僅是性能,Redis 最大的魅力是支援儲存多種資料結構,此外單個 value 的最大限制是 512M,不像 memcached 隻能儲存 1MB 的資料,因
此Redis 可以用來實作很多有用的功能,比方說用他的 List 來做 FIFO 雙向連結清單,
實作一個輕量級的高性能消息隊列服務,用他的 Set 可以做高性能的 tag 系統等等。另外 Redis 也可以對存入的 Key-Value 設定 expire 時間,是以也可以被當作一個功能加強版的 memcached 來用。
Redis 的主要缺點是資料庫容量受到實體記憶體的限制,不能用作海量資料的高性能讀寫,是以 Redis 适合的場景主要局限在較小資料量的高性能操作和運算上。
2、Redis 相比 memcached 有哪些優勢?
(1) memcached 所有的值均是簡單的字元串,redis 作為其替代者,支援更為豐富的資料類型
(2) redis 的速度比 memcached 快很多
(3) redis 可以持久化其資料
3、Redis 支援哪幾種資料類型?
String、List、Set、Sorted Set、hashes
4、Redis 主要消耗什麼實體資源?
記憶體。
5、Redis 的全稱是什麼?
Remote Dictionary Server。
6、Redis 有哪幾種資料淘汰政策?
noeviction:傳回錯誤當記憶體限制達到并且用戶端嘗試執行會讓更多記憶體被使用的指令(大部分的寫入指令,但 DEL 和幾個例外)
allkeys-lru: 嘗試回收最少使用的鍵(LRU),使得新添加的資料有空間存放。
volatile-lru: 嘗試回收最少使用的鍵(LRU),但僅限于在過期集合的鍵,使得新添加的資料有空間存放。
allkeys-random: 回收随機的鍵使得新添加的資料有空間存放。
volatile-random: 回收随機的鍵使得新添加的資料有空間存放,但僅限于在過期集合的鍵。
volatile-ttl: 回收在過期集合的鍵,并且優先回收存活時間(TTL)較短的鍵,使得新添加的資料有空間存放。
7、Redis 官方為什麼不提供 Windows 版本?
因為目前 Linux 版本已經相當穩定,而且使用者量很大,無需開發 windows 版本,反而會帶來相容性等問題。
8、一個字元串類型的值能存儲最大容量是多少?
512M
9、為什麼 Redis 需要把所有資料放到記憶體中?
Redis 為了達到最快的讀寫速度将資料都讀到記憶體中,并通過異步的方式将資料寫入磁盤。是以 redis 具有快速和資料持久化的特征。如果不将資料放在記憶體中,磁
盤I/O 速度為嚴重影響 redis 的性能。在記憶體越來越便宜的今天,redis 将會越來越受歡迎。
如果設定了最大使用的記憶體,則資料已有記錄數達到記憶體限值後不能繼續插入新值。
10、Redis 叢集方案應該怎麼做?都有哪些方案?
1.twemproxy,大概概念是,它類似于一個代理方式,使用方法和普通 redis 無任何差別,設定好它下屬的多個 redis 執行個體後,使用時在本需要連接配接 redis 的地方改為連接配接 twemproxy,它會以一個代理的身份接收請求并使用一緻性 hash 算法,将請求轉接到具體 redis,将結果再傳回 twemproxy。使用方式簡便(相對 redis 隻需修改連接配接端口),對舊項目擴充的首選。問題:twemproxy 自身單端口執行個體的壓
力,使用一緻性 hash 後,對 redis 節點數量改變時候的計算值的改變,資料無法自動移動到新的節點。
2.codis,目前用的最多的叢集方案,基本和 twemproxy 一緻的效果,但它支援在節點數量改變情況下,舊節點資料可恢複到新 hash 節點。
3.redis cluster3.0 自帶的叢集,特點在于他的分布式算法不是一緻性 hash,而是 hash 槽的概念,以及自身支援節點設定從節點。具體看官方文檔介紹。
4.在業務代碼層實作,起幾個毫無關聯的 redis 執行個體,在代碼層,對 key 進行 hash 計算,然後去對應的 redis 執行個體操作資料。這種方式對 hash 層代碼要求比較高,考慮部分包括,節點失效後的替代算法方案,資料震蕩後的自動腳本恢複,執行個體的監控,等等。
11、Redis 叢集方案什麼情況下會導緻整個叢集不可用?
有A,B,C 三個節點的叢集,在沒有複制模型的情況下,如果節點 B 失敗了,那麼整個叢集就會以為缺少 5501-11000 這個範圍的槽而不可用。
12、MySQL 裡有 2000w 資料,redis 中隻存 20w 的資料,如何保證 redis 中的資料都是熱點資料?
redis 記憶體資料集大小上升到一定大小的時候,就會施行資料淘汰政策。
13、Redis 有哪些适合的場景?
(1)、會話緩存(Session Cache)
最常用的一種使用 Redis 的情景是會話緩存(session cache)。用 Redis 緩存會話比其他存儲(如 Memcached)的優勢在于:Redis 提供持久化。當維護一個不是
嚴格要求一緻性的緩存時,如果使用者的購物車資訊全部丢失,大部分人都會不高興的,現在,他們還會這樣嗎?
幸運的是,随着 Redis 這些年的改進,很容易找到怎麼恰當的使用 Redis 來緩存會話的文檔。甚至廣為人知的商業平台 Magento 也提供 Redis 的插件。
(2)、全頁緩存(FPC)
除基本的會話 token 之外,Redis 還提供很簡便的 FPC 平台。回到一緻性問題,即使重新開機了 Redis 執行個體,因為有磁盤的持久化,使用者也不會看到頁面加載速度的下降,這是一個極大改進,類似 PHP 本地 FPC。
再次以 Magento 為例,Magento 提供一個插件來使用 Redis 作為全頁緩存後端。
此外,對 WordPress 的使用者來說,Pantheon 有一個非常好的插件 wp-redis,這個插件能幫助你以最快速度加載你曾浏覽過的頁面。
(3)、隊列
Reids 在記憶體存儲引擎領域的一大優點是提供 list 和 set 操作,這使得 Redis 能作
為一個很好的消息隊列平台來使用。Redis 作為隊列使用的操作,就類似于本地程式語言(如 Python)對 list 的 push/pop 操作。
如果你快速的在 Google 中搜尋“Redis queues”,你馬上就能找到大量的開源項目,這些項目的目的就是利用 Redis 建立非常好的後端工具,以滿足各種隊列需求。例如,Celery 有一個背景就是使用 Redis 作為 broker,你可以從這裡去查
看。
(4),排行榜/計數器
Redis 在記憶體中對數字進行遞增或遞減的操作實作的非常好。集合(Set)和有序集合(Sorted Set)也使得我們在執行這些操作的時候變的非常簡單,Redis 隻是
正好提供了這兩種資料結構。是以,我們要從排序集合中擷取到排名最靠前的 10 個使用者–我們稱之為“user_scores”,我們隻需要像下面一樣執行即可:
當然,這是假定你是根據你使用者的分數做遞增的排序。如果你想傳回使用者及使用者的分數,你需要這樣執行:
ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES
Agora Games 就是一個很好的例子,用 Ruby 實作的,它的排行榜就是使用 Redis 來存儲資料的,你可以在這裡看到。
(5)、釋出/訂閱
最後(但肯定不是最不重要的)是 Redis 的釋出/訂閱功能。釋出/訂閱的使用場景确實非常多。我已看見人們在社交網絡連接配接中使用,還可作為基于釋出/訂閱的腳本觸發器,甚至用 Redis 的釋出/訂閱功能來建立聊天系統!(不,這是真的,你可以去核實)。
14、Redis 支援的 Java 用戶端都有哪些?官方推薦用哪個?
Redisson、Jedis、lettuce 等等,官方推薦使用 Redisson。
15、Redis 和 Redisson 有什麼關系?
Redisson 是一個進階的分布式協調 Redis 客服端,能幫助使用者在分布式環境中輕松實作一些 Java 的對象 (Bloom filter, BitSet, Set,SetMultimap, ScoredSortedSet, SortedSet, Map, ConcurrentMap, List,ListMultimap, Queue, BlockingQueue,
Deque, BlockingDeque,Semaphore, Lock, ReadWriteLock, AtomicLong, CountDownLatch, Publish /Subscribe, HyperLogLog)。
16、Jedis 與 Redisson 對比有什麼優缺點?
Jedis 是 Redis 的 Java 實作的用戶端,其 API 提供了比較全面的 Redis 指令的支援;Redisson 實作了分布式和可擴充的 Java 資料結構,和 Jedis 相比,功能較為
簡單,不支援字元串操作,不支援排序、事務、管道、分區等 Redis 特性。 Redisson 的宗旨是促進使用者對 Redis 的關注分離,進而讓使用者能夠将精力更集中地放在處理業務邏輯上。
17、Redis 如何設定密碼及驗證密碼?
設定密碼:config set requirepass 123456
授權密碼:auth 123456
18、說說 Redis 哈希槽的概念?
Redis 叢集沒有使用一緻性 hash,而是引入了哈希槽的概念,Redis 叢集有 16384
個哈希槽,每個 key 通過 CRC16 校驗後對 16384 取模來決定放置哪個槽,叢集的每個節點負責一部分 hash 槽。
19、Redis 叢集的主從複制模型是怎樣的?
為了使在部分節點失敗或者大部分節點無法通信的情況下叢集仍然可用,是以叢集使用了主從複制模型,每個節點都會有 N-1 個複制品.
20、Redis 叢集會有寫操作丢失嗎?為什麼?
Redis 并不能保證資料的強一緻性,這意味這在實際中叢集在特定的條件下可能會丢失寫操作。
21、Redis 叢集之間是如何複制的?
異步複制
22、Redis 叢集最大節點個數是多少?
16384 個。
23、Redis 叢集如何選擇資料庫?
Redis 叢集目前無法做資料庫選擇,預設在 0 資料庫。
24、怎麼測試 Redis 的連通性?
ping
25、Redis 中的管道有什麼用?
一次請求/響應伺服器能實作處理新的請求即使舊的請求還未被響應。這樣就可以将多個指令發送到伺服器,而不用等待回複,最後在一個步驟中讀取該答複。
這就是管道(pipelining),是一種幾十年來廣泛使用的技術。例如許多 POP3 協定已經實作支援這個功能,大大加快了從伺服器下載下傳新郵件的過程。
26、怎麼了解 Redis 事務?
事務是一個單獨的隔離操作:事務中的所有指令都會序列化、按順序地執行。事務在執行的過程中,不會被其他用戶端發送來的指令請求所打斷。
事務是一個原子操作:事務中的指令要麼全部被執行,要麼全部都不執行。
27、Redis 事務相關的指令有哪幾個?
MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH
28、Redis key 的過期時間和永久有效分别怎麼設定?
EXPIRE 和 PERSIST 指令。
29、Redis 如何做記憶體優化?
盡可能使用散清單(hashes),散清單(是說散清單裡面存儲的數少)使用的記憶體非常小,是以你應該盡可能的将你的資料模型抽象到一個散清單裡面。比如你的web 系統中有一個使用者對象,不要為這個使用者的名稱,姓氏,郵箱,密碼設定單獨的 key,而是應該把這個使用者的所有資訊存儲到一張散清單裡面.
30、Redis 回收程序如何工作的?
一個用戶端運作了新的指令,添加了新的資料。
Redi 檢查記憶體使用情況,如果大于 maxmemory 的限制, 則根據設定好的政策進行回收。
一個新的指令被執行,等等。
是以我們不斷地穿越記憶體限制的邊界,通過不斷達到邊界然後不斷地回收回到邊界以下。
如果一個指令的結果導緻大量記憶體被使用(例如很大的集合的交集儲存到一個新的鍵),不用多久記憶體限制就會被這個記憶體使用量超越。
31、Redis 回收使用的是什麼算法?
LRU 算法
32、Redis 如何做大量資料插入?
Redis2.6 開始 redis-cli 支援一種新的被稱之為 pipe mode 的新模式用于執行大量
資料插入工作。
33、為什麼要做 Redis 分區?
分區可以讓 Redis 管理更大的記憶體,Redis 将可以使用所有機器的記憶體。如果沒有分區,你最多隻能使用一台機器的記憶體。分區使 Redis 的計算能力通過簡單地增加計算機得到成倍提升,Redis 的網絡帶寬也會随着計算機和網卡的增加而成倍增長。
34、你知道有哪些 Redis 分區實作方案?
用戶端分區就是在用戶端就已經決定資料會被存儲到哪個 redis 節點或者從哪個 redis 節點讀取。大多數用戶端已經實作了用戶端分區。
代理分區 意味着用戶端将請求發送給代理,然後代理決定去哪個節點寫資料或者讀資料。代理根據分區規則決定請求哪些 Redis 執行個體,然後根據 Redis 的響應結果傳回給用戶端。redis 和 memcached 的一種代理實作就是 Twemproxy
查詢路由(Query routing) 的意思是用戶端随機地請求任意一個 redis 執行個體,然後由 Redis 将請求轉發給正确的 Redis 節點。Redis Cluster 實作了一種混合形式的查詢
路由,但并不是直接将請求從一個 redis 節點轉發到另一個 redis 節點,而是在用戶端的幫助下直接 redirected 到正确的 redis 節點。
35、Redis 分區有什麼缺點?
涉及多個 key 的操作通常不會被支援。例如你不能對兩個集合求交集,因為他們可能被存儲到不同的 Redis 執行個體(實際上這種情況也有辦法,但是不能直接使用交集指令)。
同時操作多個 key,則不能使用 Redis 事務.
分區使用的粒度是 key,不能使用一個非常長的排序 key 存儲一個資料集(The partitioning granularityis the key, so it is not possible to shard a dataset with a single huge keylike a very big sorted set).
當使用分區的時候,資料處理會非常複雜,例如為了備份你必須從不同的 Redis 執行個體和主機同時收集 RDB / AOF 檔案。
分區時動态擴容或縮容可能非常複雜。Redis 叢集在運作時增加或者删除 Redis 節點,能做到最大程度對使用者透明地資料再平衡,但其他一些用戶端分區或者代理分區方法則不支援這種特性。然而,有一種預分片的技術也可以較好的解決這個問題。
36、Redis 持久化資料和緩存怎麼做擴容?
如果Redis 被當做緩存使用,使用一緻性哈希實作動态擴容縮容。
如果Redis 被當做一個持久化存儲使用,必須使用固定的 keys-to-nodes 映射關
系,節點的數量一旦确定不能變化。否則的話(即Redis 節點需要動态變化的情
況),必須使用可以在運作時進行資料再平衡的一套系統,而目前隻有 Redis 叢集
可以做到這樣。
37、分布式 Redis 是前期做還是後期規模上來了再做好?為什麼?
既然 Redis 是如此的輕量(單執行個體隻使用 1M 記憶體),為防止以後的擴容,最好的辦法就是一開始就啟動較多執行個體。即便你隻有一台伺服器,你也可以一開始就讓Redis 以分布式的方式運作,使用分區,在同一台伺服器上啟動多個執行個體。
一開始就多設定幾個 Redis 執行個體,例如 32 或者 64 個執行個體,對大多數使用者來說這操作起來可能比較麻煩,但是從長久來看做這點犧牲是值得的。
這樣的話,當你的資料不斷增長,需要更多的 Redis 伺服器時,你需要做的就是僅僅将 Redis 執行個體從一台服務遷移到另外一台伺服器而已(而不用考慮重新分區的問題)。一旦你添加了另一台伺服器,你需要将你一半的 Redis 執行個體從第一台機器遷移到第二台機器。
38、Twemproxy 是什麼?
Twemproxy 是 Twitter 維護的(緩存)代理系統,代理 Memcached 的 ASCII 協定
和Redis 協定。它是單線程程式,使用 c 語言編寫,運作起來非常快。它是采用
Apache 2.0 license 的開源軟體。
Twemproxy 支援自動分區,如果其代理的其中一個 Redis 節點不可用時,會自動将該節點排除(這将改變原來的 keys-instances 的映射關系,是以你應該僅在把 Redis 當緩存時使用 Twemproxy)。
Twemproxy 本身不存在單點問題,因為你可以啟動多個 Twemproxy 執行個體,然後讓你的用戶端去連接配接任意一個 Twemproxy 執行個體。
Twemproxy 是 Redis 用戶端和伺服器端的一個中間層,由它來處理分區功能應該不算複雜,并且應該算比較可靠的。
39、支援一緻性哈希的用戶端有哪些?
Redis-rb、Predis 等。
40、Redis 與其他 key-value 存儲有什麼不同?
Redis 有着更為複雜的資料結構并且提供對他們的原子性操作,這是一個不同于其他資料庫的進化路徑。Redis 的資料類型都是基于基本資料結構的同時對程式員透明,無需進行額外的抽象。
Redis 運作在記憶體中但是可以持久化到磁盤,是以在對不同資料集進行高速讀寫時需要權衡記憶體,應為資料量不能大于硬體記憶體。在記憶體資料庫方面的另一個優點是,相比在磁盤上相同的複雜的資料結構,在記憶體中操作起來非常簡單,這樣 Redis 可以做很多内部複雜性很強的事情。 同時,在磁盤格式方面他們是緊湊的以追加的方式産生的,因為他們并不需要進行随機通路。
41、Redis 的記憶體占用情況怎麼樣?
給你舉個例子: 100 萬個鍵值對(鍵是 0 到 999999 值是字元串“hello world”)在我的 32 位的 Mac 筆記本上用了 100MB。同樣的資料放到一個 key 裡隻需要
16MB,這是因為鍵值有一個很大的開銷。 在Memcached 上執行也是類似的結果,但是相對 Redis 的開銷要小一點點,因為 Redis 會記錄類型資訊引用計數等等。
當然,大鍵值對時兩者的比例要好很多。
64 位的系統比 32 位的需要更多的記憶體開銷,尤其是鍵值對都較小時,這是因為
64 位的系統裡指針占用了 8 個位元組。但是,當然,64 位系統支援更大的記憶體,是以為了運作大型的 Redis 伺服器或多或少的需要使用 64 位的系統。
42、都有哪些辦法可以降低 Redis 的記憶體使用情況呢?
如果你使用的是 32 位的 Redis 執行個體,可以好好利用 Hash,list,sorted set,set 等集合類型資料,因為通常情況下很多小的 Key-Value 可以用更緊湊的方式存放到一起。
43、檢視 Redis 使用情況及狀态資訊用什麼指令?
info
44、Redis 的記憶體用完了會發生什麼?
如果達到設定的上限,Redis 的寫指令會傳回錯誤資訊(但是讀指令還可以正常傳回。)或者你可以将 Redis 當緩存來使用配置淘汰機制,當 Redis 達到記憶體上限時會沖刷掉舊的内容。
45、Redis 是單線程的,如何提高多核 CPU 的使用率?
可以在同一個伺服器部署多個 Redis 的執行個體,并把他們當作不同的伺服器來使用,在某些時候,無論如何一個伺服器是不夠的,
是以,如果你想使用多個 CPU,你可以考慮一下分片(shard)。
46、一個 Redis 執行個體最多能存放多少的 keys?List、Set、Sorted Set 他們最多能存放多少元素?
理論上 Redis 可以處理多達 232 的 keys,并且在實際中進行了測試,每個執行個體至少存放了 2 億 5 千萬的 keys。我們正在測試一些較大的值。
任何 list、set、和 sorted set 都可以放 232 個元素。
換句話說,Redis 的存儲極限是系統中的可用記憶體值。
47、Redis 常見性能問題和解決方案?
(1) Master 最好不要做任何持久化工作,如 RDB 記憶體快照和 AOF 日志檔案
(2) 如果資料比較重要,某個 Slave 開啟 AOF 備份資料,政策設定為每秒同步一次
(3) 為了主從複制的速度和連接配接的穩定性,Master 和 Slave 最好在同一個區域網路内
(4) 盡量避免在壓力很大的主庫上增加從庫
(5) 主從複制不要用圖狀結構,用單向連結清單結構更為穩定,即:
Master <- Slave1 <-Slave2 <- Slave3…
這樣的結構友善解決單點故障問題,實作 Slave 對 Master 的替換。如果 Master 挂了,可以立刻啟用 Slave1 做 Master,其他不變。
48、Redis 提供了哪幾種持久化方式?
RDB 持久化方式能夠在指定的時間間隔能對你的資料進行快照存儲.
AOF 持久化方式記錄每次對伺服器寫的操作,當伺服器重新開機的時候會重新執行這些
指令來恢複原始的資料,AOF 指令以 redis 協定追加儲存每次寫的操作到檔案末尾.Redis 還能對 AOF 檔案進行背景重寫,使得 AOF 檔案的體積不至于過大.
如果你隻希望你的資料在伺服器運作的時候存在,你也可以不使用任何持久化方式.
你也可以同時開啟兩種持久化方式, 在這種情況下, 當 redis 重新開機的時候會優先載入 AOF 檔案來恢複原始的資料,因為在通常情況下 AOF 檔案儲存的資料集要比 RDB 檔案儲存的資料集要完整.
最重要的事情是了解 RDB 和 AOF 持久化方式的不同,讓我們以 RDB 持久化方式開始。
49、如何選擇合适的持久化方式?
一般來說,如果想達到足以媲美 PostgreSQL 的資料安全性,你應該同時使用兩種持久化功能。如果你非常關心你的資料, 但仍然可以承受數分鐘以内的資料丢失,那麼你可以隻使用 RDB 持久化。
有很多使用者都隻使用 AOF 持久化,但并不推薦這種方式:因為定時生成 RDB 快照(snapshot)非常便于進行資料庫備份,并且 RDB 恢複資料集的速度也要比 AOF
恢複的速度要快,除此之外, 使用 RDB 還可以避免之前提到的 AOF 程式的bug。
50、修改配置不重新開機 Redis 會實時生效嗎?
針對運作執行個體,有許多配置選項可以通過 CONFIG SET 指令進行修改,而無需執行任何形式的重新開機。從 Redis 2.2 開始,可以從 AOF 切換到 RDB 的快照持久性或其他方式而不需要重新開機 Redis。檢索 ‘CONFIG GET * ’ 指令擷取更多資訊。
但偶爾重新啟動是必須的,如為更新 Redis 程式到新的版本,或者當你需要修改某些目前 CONFIG 指令還不支援的配置參數的時候。
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