Redis基本資料結構以及雪崩、穿透、擊穿等

Redis有哪些資料結構？

字元串Sting 、 字典Hash、 清單List、 集合Set、 有序集合SortedSet。此外還有HyperLogLog、 Geo、 Publ/Sub

Redis分布式鎖

先拿setnx争搶鎖，搶到之後，再用expire給鎖加一個過期時間防止鎖忘記釋放。

如果在setnx之後執行expire之前程序意外crash或者要重新開機那會怎麼樣？

set指令可以同時把setnx和expire合成一條指令來用

如果這個redis正在給線上的業務提供服務，那使用keys指令會有什麼問題？

redis是單線程的，keys指令會導緻線程阻塞一段時間，線上的服務會停頓，直到指令執行完畢，服務才能恢複。這個時候可以使用scan指令，scan指令可以無阻塞的提取出指定模式的key清單，但是會有一定的重複率，整體花費的時間比直接使用keys指令長。

scan指令

SCAN指令的有SCAN,SSCAN,HSCAN,ZSCAN。

SCAN的話就是周遊所有的keys

其他的SCAN指令的話是SCAN選中的集合。

SCAN指令是增量的循環，每次調用隻會傳回一小部分的元素。是以不會有KEYS指令的坑。

SCAN指令傳回的是一個遊标，從0開始周遊，到0結束周遊。

scan指令就是對這個一維數組進行周遊。每次傳回的遊标值也都是這個數組的索引。limit參數表示周遊多少個數組的元素，将這些元素下挂接的符合條件的結果都傳回。因為每個元素下挂接的連結清單大小不同，是以每次傳回的結果數量也就不同

Redis做異步隊列

使用redis做異步隊列，正常使用list結構作為隊列，rpush生産消息，lpop消費消息，當lpop沒有消息的時候，要适當sleep一會再重試。在不采用sleep時候，list還有指令叫blpop,在沒有消息的時候，它會阻塞住直到消息到來。生産的任務使用pub/sub主題訂閱者模式，就可以實作1：N的消息隊列

redis如何實作延時隊列？

使用sortedset，拿時間戳作為score，消息内容作為key調用zadd來生産消息，消費者用zrangebyscore指令擷取N秒之前的資料輪詢進行處理

redis持久化的幾種方式

redis提供兩種方式進行持久化，一種是RDB持久化（原理是将redis在記憶體中的資料庫記錄定時dump到磁盤上的RDB持久化），另外一種是AOF持久化（原理是将redis的記錄檔以追加的方式寫入檔案）

RDB持久化是指在指定的時間間隔内将記憶體中的資料集快照寫入磁盤，實際操作過程是fork一個子程序，先将資料集寫入臨時檔案，導入成功後，再替換之前的檔案，用二進制壓縮存儲。

AOF持久化以日志的形式記錄伺服器所處理的每一個寫、删除操作，查詢操作不會記錄，以文本的方式記錄，可以打開檔案看到詳細的操作記錄。

比較：

1、aof檔案比rdb更新頻率高，優先使用aof還原資料。

2、aof比rdb更安全也更大

3、rdb性能比aof好

4、如果兩個都配了優先加載AOF

當突然機器掉電，資料是否完整？如果不完整會丢失多少資料

丢失的資料取決于AOF日志sync屬性的配置，如果不要求性能，在每條寫指令都sync一下磁盤，就不會丢失資料，但在高性能的要求下，一般都是定時，最多會丢失1s資料

什麼是緩存穿透？如何避免？什麼是緩存雪崩？何如避免？什麼是緩存擊穿？如何避免？

緩存穿透：一般的緩存系統按照key去緩存查詢，如果不存在key對應的value，就會去資料庫查詢，當有一些惡意的請求故意查詢不存在的key，請求量很大，就會對後端系統造成很大的壓力。

如何避免？ 1、對查詢為空的情況也進行緩存，緩存時間設定短一點，或者key對應的資料insert之後清理記憶體 2、對一定不存在的key進行過濾，可以使用布隆過濾器，将在查詢範圍外的key進行過濾

緩存雪崩：當伺服器重新開機或者大量緩存集中在某一個時間段失效，這樣在失效的時候會給後端帶來很大的壓力，導緻系統崩潰。

如何避免? 1、在緩存失效後，通過加鎖或者隊列來控制讀資料庫寫緩存的線程數量。比如某個key隻允許一個線程查詢資料和寫緩存，其他線程等待。 2、做二級緩存，A1為原始緩存，A2為拷貝緩存，A1失效時，可以通路A2，A1失效時間設定短期，A2設定為長期 3、不同的key，設定不同的過期時間，讓緩存失效時間點盡量均勻。

緩存擊穿： 緩存擊穿指的是緩存中沒有，但是資料庫存在的資料，當這個熱點資料到期，該熱點資料請求的使用者并發量特别大，導緻都穿過redis直接請求資料庫，造成資料庫壓力增大。

如何避免？ 1、設定熱點資料永不過期 2、接口限流。在重要的接口我們都必須做好限流，防止惡意使用者刷接口。3、使用互斥鎖，常用的做法使用mutex。就是在緩存失效的時候，不立即去請求資料庫，而是使用緩存工具的某些成功操作傳回值的操作，比如redis的setnx 去set一個mutex key，當操作傳回成功時候，再進行load db的操作回設緩存。