25.Redis知识整理

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Redis知识整理

1. Redis支持的数据类型？

  1. String（字符串类型）

String数据结构是简单的key-value类型，value其实不仅可以是String，也可以是数字。常规key-value缓存应用: 常规计数：微博数，粉丝数等。

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常用命令: set,get,incr,decr,mget 等：
set key value 设置值
get key 获取值
incr key 加一
decr key 减一
  1. hash（哈希）

Redis hash是一个string类型的field和value的映射表，hash特别适合用于存储对象，后续操作的时候，你可以直接仅仅修改这个对象中的某个字段的值。

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常用命令: set,get,decr,incr,mget 等：
hset key field value 设置值
hget key field 获取值
hincrby key field num 设置增数量
  1. list（列表）

Redis list 的实现为一个双向链表，即可以支持反向查找和遍历，更方便操作，不过带来了部分额外的内存开销。

Redis list 的应用场景非常多，也是Redis最重要的数据结构之一，比如微博的关注列表，粉丝列表，消息列表等功能都可以用Redis的 list 结构来实现。

可以通过 lrange 命令，就是从某个元素开始读取多少个元素，可以基于 list 实现分页查询，这个很棒的一个功能，基于 redis 实现简单的高性能分页，可以做类似微博那种下拉不断分页的东西（一页一页的往下走），性能高。

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常用命令: lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等：
lpush list a b c d (从list左边添加元素)、 rpush list 1 2 3 4 (从list右边添加元素)
lrange list 0 -1(从0 到 -1 元素查看：也就表示查看所有)
lpop list （从list左边取，删除）、 rpop list (从list右边取，删除)
  1. set（集合）

Redis的Set是string类型的无序集合。集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。

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常用命令： sadd,spop,smembers,sunion 等：
sadd set1 a b c d d (向set1中添加元素) 元素不重复
smembers set1（查询元素）、 srem set1 a（删除元素）
  1. sorted set（zset，有序集合）

和set相比，sorted set增加了一个权重参数score，使得集合中的元素能够按score进行有序排列。
例：在直播系统中，实时排行信息包含直播间在线用户列表，各种礼物排行榜，弹幕消息（可以理解为按消息维度的消息排行榜）等信息，适合使用 Redis 中的 Sorted Set 结构进行存储。

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常用命令： zadd,zrange,zrem,zcard等：
zadd zset1 1 a 2 b 3 c （添加元素 zadd key score member，这里添加元素a:1分、元素b:2分、元素c:3分 ）
zrange zset1 0 -1 (查看zset1的所有元素，默认从小到大)
zrange zset1 0 -1 withscores (查看zset1的所有元素,包括分数score)
zrevrange zset1 0 -1 (查看zset1的所有元素，从大到小)
zincrby zset1 5 a (对zset1的a元素增加5分)

2. 什么是Redis持久化？Redis有哪几种持久化方式？优缺点是什么

持久化就是把内存的数据写到磁盘中去，防止服务宕机了内存数据丢失。（Redis 数据都放在内存中。如果机器挂掉，内存的数据就不存在。所以需要做持久化，将内存中的数据保存在磁盘，下一次启动的时候就可以恢复数据到内存中。）

Redis 提供了两种持久化方式:RDB（默认）和AOF。

  1. RDB（快照）:

Redis可以通过创建快照来 获得存储在内存里面的数据在某个时间点上的副本。Redis创建快照之后，可以对快照进行备份，可以将快照复制到其他服务器从而创建具有相同数据的服务器副本（Redis主从结构，主要用来提高Redis性能），还可以将快照留在原地以便重启服务器的时候使用。

快照持久化是Redis默认采用的持久化方式，在redis.conf配置文件中默认有此下配置：

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save 900 1 #在900秒(15分钟)之后，如果至少有1个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。
save 300 10 #在300秒(5分钟)之后，如果至少有10个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。
save 60 10000 #在60秒(1分钟)之后，如果至少有10000个key发生变化，Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。
  1. AOF（只追加文件）：

与快照持久化相比，AOF持久化的实时性更好，因此已成为主流的持久化方案。默认情况下Redis没有开启AOF（append only file）方式的持久化，可以通过appendonly参数开启：appendonly yes

开启AOF持久化后每执行一条会更改Redis中的数据的命令，Redis就会将该命令写入硬盘中的AOF文件。AOF文件的保存位置和RDB文件的位置相同，都是通过dir参数设置的，默认的文件名是appendonly.aof。

在Redis的配置文件中存在三种不同的 AOF 持久化方式，它们分别是：

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appendfsync always #每次有数据修改发生时都会写入AOF文件,这样会严重降低Redis的速度
appendfsync everysec #每秒钟同步一次，显示地将多个写命令同步到硬盘
appendfsync no #让操作系统决定何时进行同步

为了兼顾数据和写入性能，用户可以考虑appendfsync everysec选项 ，让Redis每秒同步一次AOF文件，Redis性能几乎没受到任何影响。而且这样即使出现系统崩溃，用户最多只会丢失一秒之内产生的数据。当硬盘忙于执行写入操作的时候，Redis还会优雅的放慢自己的速度以便适应硬盘的最大写入速度。

RDB （快照）：快照形式 ，定期将当前时刻的数据保存磁盘中。会产生一个dump.rdb文件

特点：性能较好，数据备份。但可能会存在数据丢失。

AOF（只追加文件） ：append only file (所有对redis的操作命令记录在aof文件中)，恢复数据，重新执行一遍即可。

特点：每秒保存，数据比较完整。但耗费性能。

【注】如果两个都配了优先加载AOF。（同时开启两个持久化方案，则按照 AOF的持久化放案恢复数据。）

3. Redis 有哪些架构模式？讲讲各自的特点？

主从模式（redis2.8版本之前的模式）、哨兵sentinel模式（redis2.8及之后的模式）、redis cluster模式（redis3.0版本之后）

4. 什么是缓存穿透？如何避免？什么是缓存雪崩？何如避免？

缓存穿透

一般的缓存系统，都是按照key去缓存查询，如果不存在对应的value，就应该去后端系统查找（比如DB）。一些恶意的请求会故意查询不存在的key,请求量很大，就会对后端系统造成很大的压力。这就叫做缓存穿透。

避免方法：

  1. 对查询结果为空的情况也进行缓存，缓存时间设置短一点，或者该key对应的数据insert了之后清理缓存。
  2. 对一定不存在的key进行过滤。可以把所有的可能存在的key放到一个大的Bitmap中，查询时通过该bitmap过滤
  3. 也可以使用流行的bloom filter布隆过滤器

缓存雪崩

当缓存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，会给后端系统带来很大压力。导致系统崩溃。

避免方法：

  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。比如对某个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缓存失效时间设置为短期，A2设置为长期
  3. 不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀。