Redis基本数据结构以及雪崩、穿透、击穿等

Redis有哪些数据结构？

字符串Sting 、 字典Hash、 列表List、 集合Set、 有序集合SortedSet。此外还有HyperLogLog、 Geo、 Publ/Sub

Redis分布式锁

先拿setnx争抢锁，抢到之后，再用expire给锁加一个过期时间防止锁忘记释放。

如果在setnx之后执行expire之前进程意外crash或者要重启那会怎么样？

set指令可以同时把setnx和expire合成一条指令来用

如果这个redis正在给线上的业务提供服务，那使用keys指令会有什么问题？

redis是单线程的，keys指令会导致线程阻塞一段时间，线上的服务会停顿，直到指令执行完毕，服务才能恢复。这个时候可以使用scan指令，scan指令可以无阻塞的提取出指定模式的key列表，但是会有一定的重复率，整体花费的时间比直接使用keys指令长。

scan命令

SCAN命令的有SCAN,SSCAN,HSCAN,ZSCAN。

SCAN的话就是遍历所有的keys

其他的SCAN命令的话是SCAN选中的集合。

SCAN命令是增量的循环，每次调用只会返回一小部分的元素。所以不会有KEYS命令的坑。

SCAN命令返回的是一个游标，从0开始遍历，到0结束遍历。

scan命令就是对这个一维数组进行遍历。每次返回的游标值也都是这个数组的索引。limit参数表示遍历多少个数组的元素，将这些元素下挂接的符合条件的结果都返回。因为每个元素下挂接的链表大小不同，所以每次返回的结果数量也就不同

Redis做异步队列

使用redis做异步队列，正常使用list结构作为队列，rpush生产消息，lpop消费消息，当lpop没有消息的时候，要适当sleep一会再重试。在不采用sleep时候，list还有指令叫blpop,在没有消息的时候，它会阻塞住直到消息到来。生产的任务使用pub/sub主题订阅者模式，就可以实现1：N的消息队列

redis如何实现延时队列？

使用sortedset，拿时间戳作为score，消息内容作为key调用zadd来生产消息，消费者用zrangebyscore指令获取N秒之前的数据轮询进行处理

redis持久化的几种方式

redis提供两种方式进行持久化，一种是RDB持久化（原理是将redis在内存中的数据库记录定时dump到磁盘上的RDB持久化），另外一种是AOF持久化（原理是将redis的操作日志以追加的方式写入文件）

RDB持久化是指在指定的时间间隔内将内存中的数据集快照写入磁盘，实际操作过程是fork一个子进程，先将数据集写入临时文件，导入成功后，再替换之前的文件，用二进制压缩存储。

AOF持久化以日志的形式记录服务器所处理的每一个写、删除操作，查询操作不会记录，以文本的方式记录，可以打开文件看到详细的操作记录。

比较：

1、aof文件比rdb更新频率高，优先使用aof还原数据。

2、aof比rdb更安全也更大

3、rdb性能比aof好

4、如果两个都配了优先加载AOF

当突然机器掉电，数据是否完整？如果不完整会丢失多少数据

丢失的数据取决于AOF日志sync属性的配置，如果不要求性能，在每条写指令都sync一下磁盘，就不会丢失数据，但在高性能的要求下，一般都是定时，最多会丢失1s数据

什么是缓存穿透？如何避免？什么是缓存雪崩？何如避免？什么是缓存击穿？如何避免？

缓存穿透：一般的缓存系统按照key去缓存查询，如果不存在key对应的value，就会去数据库查询，当有一些恶意的请求故意查询不存在的key，请求量很大，就会对后端系统造成很大的压力。

如何避免？ 1、对查询为空的情况也进行缓存，缓存时间设置短一点，或者key对应的数据insert之后清理内存 2、对一定不存在的key进行过滤，可以使用布隆过滤器，将在查询范围外的key进行过滤

缓存雪崩：当服务器重启或者大量缓存集中在某一个时间段失效，这样在失效的时候会给后端带来很大的压力，导致系统崩溃。

如何避免? 1、在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。 2、做二级缓存，A1为原始缓存，A2为拷贝缓存，A1失效时，可以访问A2，A1失效时间设置短期，A2设置为长期 3、不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效时间点尽量均匀。

缓存击穿： 缓存击穿指的是缓存中没有，但是数据库存在的数据，当这个热点数据到期，该热点数据请求的用户并发量特别大，导致都穿过redis直接请求数据库，造成数据库压力增大。

如何避免？ 1、设置热点数据永不过期 2、接口限流。在重要的接口我们都必须做好限流，防止恶意用户刷接口。3、使用互斥锁，常用的做法使用mutex。就是在缓存失效的时候，不立即去请求数据库，而是使用缓存工具的某些成功操作返回值的操作，比如redis的setnx 去set一个mutex key，当操作返回成功时候，再进行load db的操作回设缓存。