Redis

Redis为什么这么快？

基于内存，不会受到硬盘io速度的限制。单线程，避免了多线程切换导致的io消耗，并且多线程的情况下会产生数据不一致问题，从而需要加锁导致性能消耗。

使用io多路复用模型。(io多路复用模型利用select，poll和epoll来监听多个io流事件，从而让单个线程来处理多个连接请求)

Redis为什么是单线程？

Redis是基于内存的操作，cpu不是redis的瓶颈，redis的瓶颈要么是内存大小要么是网络带宽。多线程的时候线程切换会消耗cpu的性能，并且多线程会导致数据不一致问题，需要加锁，从而造成性能消耗。

Redis什么时候会多进程？

Redis进行持久化的时候，系统会fork一个子进程来进行处理。linux使用fork产生的父子进程读时共享，写时复制。例如:一个变量在没有被修改的时候，父子进程访问的是同一份数据。但如果数据被修改后，那么这份数据会被存储两份，父子进程各拥有一份副本。

Redis的数据类型，底层数据结构以及使用场景？

1.string类型

底层结构(1.int: 8个字节长整型  2. embstr: 小于等于39个字节的字符串 3. raw: 大于39个字节的字符串)使用场景(缓存功能，共享session)

2.list类型

底层结构(1.ziplist压缩列表[1.列表对象保存的所有字符串元素的长度小于64字节2.列表对象保存的元素数量小于512]，2.likedlist链表)使用场景(文章或者物品列表)

3.set类型

底层结构(1.inset[value为整数并数量小于512]2.dict字典)使用场景(标签)

4.zset类型

底层结构(1.ziplist压缩列表[1.zset对象中字符串的长度小于64字节并且元素数量小于128] 2.skiplist跳表)(skiplist就是在链表的基础上加索引来实现，相当于空间换时间，增加和查找和删除的事件负责度为logn，每个结点按score进行排序，socre相同，就按照成员对象的大小进行排序)使用场景(排行榜)

5.hash类型

底层结构(ziplist压缩列表[1.哈希对象保存的所有键值对的键和值的字符串长度小于64并且保存的键值对的数量小于512]，hashtable哈希表)对象存储（string也可以用于对象存储:1.key:用户id，value缓存的对象，这也需要对象的序列化和反序列化，并且操作也不方面2.将用户id和属性作为key来存储，这也会重复用户id存储，造成内存浪费。hash存储对象就可以解决这个问题。）

Redis过期策略和内存淘汰机制

Redis过期策略

定期删除(每隔100ms随机抽取key来检查和删除)和惰性删除(查找key的时候检查是否过期)

缺点:大量过期的key堆积在内存，导致内存耗尽。

Redis内存淘汰策略

noeviction:当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错，这个一般没人用吧

allkeys-lru:当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key

allkeys-random:当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个key，这个一般没人用吧

volatile-lru:当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key

volatile-random:当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个key

volatile-ttl:当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除

Redis持久化方式？

1.RDB

RDB默认开启(在配置文件中配置rdb文件位置和触发方式)

触发机制:

save 60 5 （60秒内key刷新5次）执行flush all命令退出redis

优点:

适合大规模数据恢复对数据的完整性要求不高

缺点:

需要一定时间间隔操作，如果意外宕机，就会丢失最后一次修改的数据fork进程的时候会占用一定的内容空间

过程:

 

2.AOF

优点:

每一次修改都同步，文件完整性更好每秒同步一次，可能会丢失一秒数据从不同步，效率最高

缺点:

相对于数据文件来说，aof远远大于rdb，修复速度也比rdb慢aof运行效率比rdb慢，所以默认rdb持久化就是aof

哨兵模式和哨兵集群模式

哨兵作用:1.通过发送命令，让redis服务器返回运行状态，包括主服务器和从服务器。2.监测master宕机，自动将salve切换成master，然后通过发布订阅模式通过其他服务器，修改配置文件，切换主机。

哨兵集群:一个哨兵可能会出问题，多个哨兵相互监控更稳定。当一定数量的哨兵检测到master宕机，哨兵就会发起投票，进行故障转移，通过发布订阅模式让各个哨兵监控的服务器修改配置文件，切换主机。

优点:1.哨兵集群基于主从复制，主从配置优点都有。2.主从切换，自动故障转移，系统高可用。

缺点:1.redis不好在线扩容。2.哨兵模式配置很麻烦。

Redis缓存存在的问题:

缓存穿透(redis内存没有，mysql数据库也没有)

布隆过滤器(布隆过滤器是一种数据结构，对所有可能查询的参数以hash形式存储，在控制层进行校验，不符合规则丢弃)采用二进制数组，将可能的参数以多次hash形式存储，然后查询时搜索二进制数组是否都为1，如果是则可能存在。缓存空对象(返回的空对象缓存起来，同时设置一个过期时间)[1.空值被缓存，意味着需要更多的空间存储更多的键2.空值设置过期时间，会导致缓存和存储层的数据在一段时间内数据不一致]

缓存雪崩(某个时间段，缓存集中过期，redis宕机)

redis高可用限流降级(rocketmq)数据预热

缓存击穿(量太大，缓存过期)

设置热点数据永不过期分布式锁(保证每个key同时只有一个线程去查询后端服务，其他线程没有获得分布式锁的权限