【Redis】相关的面试问题
1.什么是Redis?
一款高性能的key-value缓存数据库。
优势：一款基于内存的key-value数据库，整个数据库都在内存中运行操作，每秒可以支持10W左右的读写操作，而且支持数据持久化，还可以支持多种数据结构。
缺点：容量受到物理内存的限制。不能做海量数据的高性能读写。适合较少数据的高性能读写。
Redis的数据类型及底层数据结构
二、数据类型
| 数据类型 | 可以存储的值 | 操作 |
|---|---|---|
| STRING | 字符串、整数或者浮点数 | 对整个字符串或者字符串的其中一部分执行操作 对整数和浮点数执行自增或者自减操作 |
| LIST | 列表 | 从两端压入或者弹出元素 对单个或者多个元素 进行修剪，只保留一个范围内的元素 |
| SET | 无序集合 | 添加、获取、移除单个元素 检查一个元素是否存在于集合中 计算交集、并集、差集 从集合里面随机获取元素 |
| HASH | 包含键值对的无序散列表 | 添加、获取、移除单个键值对 获取所有键值对 检查某个键是否存在 |
| ZSET | 有序集合 | 添加、获取、删除元素 根据分值范围或者成员来获取元素 计算一个键的排名 |
STRING
> set hello world
OK
> get hello
"world"
> del hello
(integer) 1
> get hello
(nil)LIST
Redis列表是简单的字符串列表，可以类比到C++中的std::list，简单的说就是一个链表或者说是一个队列。可以从头部或尾部向Redis列表添加元素。列表的最大长度为2^32 - 1，也即每个列表支持超过40亿个元素。
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内部的很多实现，包括发送缓冲队列等也都是用的这个数据结构。
List 数据结构，lpush为头，rpush为尾。左头右尾。
lrang key start end 表示显示 从start 到end 范围内所有元素。
lindex key index 显示某一个index的元素 （index从0开始）
> rpush list-key item
(integer) 1
> rpush list-key item2
(integer) 2
> rpush list-key item
(integer) 3
> lrange list-key 0 -1
1) "item"
2) "item2"
3) "item"
> lindex list-key 1
"item2"
> lpop list-key
"item"
> lrange list-key 0 -1
1) "item2"
2) "item"SET
- 可以理解为一堆值不重复的列表，类似数学领域中的集合概念，且Redis也提供了针对集合的求交集、并集、差集等操作。
- set 的内部实现是一个 value永远为null的HashMap，实际就是通过计算hash的方式来快速排重的，这也是set能提供判断一个成员是否在集合内的原因。
包含几个重要功能：
sadd key value 添加元素
srem key value 删除元素
sismember key value 检查是否存在，存在返回1 不存在返回0
smembers key 显示所有元素。
> sadd set-key item
(integer) 1
> sadd set-key item2
(integer) 1
> sadd set-key item3
(integer) 1
> sadd set-key item
(integer) 0
> smembers set-key
1) "item"
2) "item2"
3) "item3"
> sismember set-key item4
(integer) 0
> sismember set-key item
(integer) 1
> srem set-key item2
(integer) 1
> srem set-key item2
(integer) 0
> smembers set-key
1) "item"
2) "item3"HASH
- Redis Hash对应Value内部实际就是一个HashMap，实际这里会有2种不同实现，这个Hash的成员比较少时Redis为了节省内存会采用类似一维数组的方式来紧凑存储，而不会采用真正的HashMap结构，对应的value redisObject的encoding为zipmap,当成员数量增大时会自动转成真正的HashMap,此时encoding为ht。
HASH
> hset hash-key sub-key1 value1
(integer) 1
> hset hash-key sub-key2 value2
(integer) 1
> hset hash-key sub-key1 value1
(integer) 0
> hgetall hash-key
1) "sub-key1"
2) "value1"
3) "sub-key2"
4) "value2"
> hdel hash-key sub-key2
(integer) 1
> hdel hash-key sub-key2
(integer) 0
> hget hash-key sub-key1
"value1"
> hgetall hash-key
1) "sub-key1"
2) "value1"
ZSET
ZSET
- Redis有序集合类似Redis集合，不同的是增加了一个功能，即集合是有序的。一个有序集合的每个成员带有分数，用于进行排序。
- Redis有序集合添加、删除和测试的时间复杂度均为O(1)(固定时间，无论里面包含的元素集合的数量)。列表的最大长度为2^32- 1元素(4294967295，超过40亿每个元素的集合)。
- Redis sorted set的内部使用HashMap和跳跃表(SkipList)来保证数据的存储和有序，HashMap里放的是成员到score的映射，而跳跃表里存放的是所有的成员，排序依据是HashMap里存的score,使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率，并且在实现上比较简单。
-
使用场景
- Redis sorted set的使用场景与set类似，区别是set不是自动有序的，而sorted set可以通过用户额外提供一个优先级(score)的参数来为成员排序，并且是插入有序的，即自动排序。当你需要一个有序的并且不重复的集合列表，那么可以选择sorted set数据结构，比如twitter 的public timeline可以以发表时间作为score来存储，这样获取时就是自动按时间排好序的。
- 又比如用户的积分排行榜需求就可以通过有序集合实现。还有上面介绍的使用List实现轻量级的消息队列，其实也可以通过Sorted Set实现有优先级或按权重的队列。
相关命令
> zadd zset-key 728 member1
(integer) 1
> zadd zset-key 982 member0
(integer) 1
> zadd zset-key 982 member0
(integer) 0
> zrange zset-key 0 -1 withscores
1) "member1"
2) "728"
3) "member0"
4) "982"
> zrangebyscore zset-key 0 800 withscores
1) "member1"
2) "728"
> zrem zset-key member1
(integer) 1
> zrem zset-key member1
(integer) 0
> zrange zset-key 0 -1 withscores
1) "member0"
2) "982"Redis底层数据结构
转自：http://www.cnblogs.com/jaycekon/p/6227442.html
https://www.cnblogs.com/jaycekon/p/6277653.html
Redis 底层数据结构有一下数据类型：
-
- 简单动态字符串
- 链表
- 字典
- 跳跃表
- 整数集合
- 压缩列表
- 对象
2.Redis 和memcache 的区别：
第一：数据类型：Redis支持五种数据类型。String ,list,set,sorted set ,hash。
String 的操作： get set ,keys *...
list:Lpush, Lpop .
hash : hset key field value. hget
set: sadd , spop
sorted set( zset）： zadd
第二：Redis支持持久化。memcache 不支持持久化，一旦断电，数据丢失。
第三：Redis 速度快于memcache.
3.Redis 持久化方式
1.快照方式
默认的持久化方式，Redis默认将数据快照的二进制文件写入磁盘中，文件名叫做dumps.rdb。
可以设置N秒操作几次后快照持久化一次，或者调用save命令。
原理：1.redis fork一个子进程 2.子进程将数据写入到临时rdb 文件中 3 写完后用新文件代替老文件 4 copy and write
缺点：当在两次快照执行期间丢失数据，将不会被记录，这也是快照的缺点。
2.AOF 方式（append only）
记录指令日志的方式。，将“操作 + 数据”以格式化指令的方式追加到操作日志文件的尾部。保存在硬盘上
优势：1.灵活设置持久化时间，若将持久化时间间隔为1s,那么最多丢失1s的数据。
2.支持日志重写和修复。
缺点：文件要比RDB大许多，恢复速度慢。
AOF默认关闭，开启方法，修改配置文件reds.conf：appendonly yes
Redis是单线程的
redis利用队列技术将并发访问变为串行访问，消除了传统数据库串行控制的开销
（7）分布式
redis支持主从的模式。原则：Master会将数据同步到slave，而slave不会将数据同步到master。Slave启动时会连接master来同步数据。
这是一个典型的分布式读写分离模型。我们可以利用master来插入数据，slave提供检索服务。这样可以有效减少单个机器的并发访问数量
（8）读写分离模型
通过增加Slave DB的数量，读的性能可以线性增长。为了避免Master DB的单点故障，集群一般都会采用两台Master DB做双机热备，所以整个集群的读和写的可用性都非常高。
读写分离架构的缺陷在于，不管是Master还是Slave，每个节点都必须保存完整的数据，如果在数据量很大的情况下，集群的扩展能力还是受限于单个节点的存储能力，而且对于Write-intensive类型的应用，读写分离架构并不适合。
（9）数据分片模型
为了解决读写分离模型的缺陷，可以将数据分片模型应用进来。
可以将每个节点看成都是独立的master，然后通过业务实现数据分片。
结合上面两种模型，可以将每个master设计成由一个master和多个slave组成的模型。