《吊打面試官》之Redis基礎(chǔ)—這是我看過超有條理的面試文章了
你知道的越多，你不知道的越多
前言
Redis在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)存儲(chǔ)方面使用如此廣泛，幾乎所有的后端技術(shù)面試官都要在Redis的使用和原理方面對(duì)小伙伴們進(jìn)行360°的刁難。作為一個(gè)在互聯(lián)網(wǎng)公司面一次拿一次offer的面霸（請(qǐng)?jiān)试S我使用一下夸張的修辭手法），打敗了無數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，每次都只能看到無數(shù)落寞的身影失望的離開，略感愧疚，在一個(gè)寂寞難耐的夜晚，我痛定思痛，決定寫下這篇文章，希望能幫助各位讀者以后面試勢(shì)如破竹，對(duì)面試官進(jìn)行360°的反擊，吊打問你的面試官，讓一同面試的同僚鎩羽而歸，瘋狂收割大廠offer！
面試開始
一個(gè)大腹便便，穿著格子襯衣的中年男子，拿著一個(gè)滿是劃痕的mac向你走來，看著快禿頂?shù)念^發(fā)，心想著肯定是尼瑪頂級(jí)架構(gòu)師吧！但是我們腹有詩書氣自華，虛都不虛。
小伙子您好，看你簡(jiǎn)歷上寫了你項(xiàng)目里面用到了Redis，你們?yōu)樯队肦edis？
心里忍不住暗罵，這叫啥問題，大家不都是用的這個(gè)嘛，但是你不能說出來。
認(rèn)真回答道：帥氣迷人的面試官您好，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫如Mysql已經(jīng)不能適用所有的場(chǎng)景了，比如秒殺的庫存扣減，APP首頁的訪問流量高峰等等，都很容易把數(shù)據(jù)庫打崩，所以引入了緩存中間件，目前市面上比較常用的緩存中間件有Redis和Memcached不過中和考慮了他們的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇了Redis。
至于更細(xì)節(jié)的對(duì)比朋友們記得查閱Redis和Memcached的區(qū)別，比如兩者的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比和各自的場(chǎng)景，后續(xù)我有時(shí)間也會(huì)寫出來。
那小伙子，我再問你，Redis有哪些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呀？
String、Hash、List、Set、SortedSet。
這里我相信99%的讀者都能回答上來Redis的5個(gè)基本數(shù)據(jù)類型。如果回答不出來的小伙伴我們就要加油補(bǔ)課喲，大家知道五種類型最適合的場(chǎng)景更好。
但是，如果你是Redis中高級(jí)用戶，而且你要在這次面試中突出你和其他候選人的不同，還需要加上下面幾種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)HyperLogLog、Geo、Pub/Sub。
如果你還想加分，那你說還玩過Redis Module，像BloomFilter，RedisSearch，Redis-ML，這個(gè)時(shí)候面試官得眼睛就開始發(fā)亮了，心想這個(gè)小伙子有點(diǎn)東西啊。
注：本人在面試回答到Redis相關(guān)的問題的時(shí)候，經(jīng)常提到BloomFilter（布隆過濾器）這玩意的使用場(chǎng)景是真的多，而且用起來是真的香，原理也好理解，看一下文章就可以在面試官面前侃侃而談了。
如果有大量的key需要設(shè)置同一時(shí)間過期，一般需要注意什么？
如果大量的key過期時(shí)間設(shè)置的過于集中，到過期的那個(gè)時(shí)間點(diǎn)，Redis可能會(huì)出現(xiàn)短暫的卡頓現(xiàn)象。嚴(yán)重的話會(huì)出現(xiàn)緩存雪崩，我們一般需要在時(shí)間上加一個(gè)隨機(jī)值，使得過期時(shí)間分散一些。
電商首頁經(jīng)常會(huì)使用定時(shí)任務(wù)刷新緩存，可能大量的數(shù)據(jù)失效時(shí)間都十分集中，如果失效時(shí)間一樣，又剛好在失效的時(shí)間點(diǎn)大量用戶涌入，就有可能造成緩存雪崩
那你使用過Redis分布式鎖么，它是什么回事？
先拿setnx來爭(zhēng)搶鎖，搶到之后，再用expire給鎖加一個(gè)過期時(shí)間防止鎖忘記了釋放。
這時(shí)候?qū)Ψ綍?huì)告訴你說你回答得不錯(cuò)，然后接著問如果在setnx之后執(zhí)行expire之前進(jìn)程意外crash或者要重啟維護(hù)了，那會(huì)怎么樣？
這時(shí)候你要給予驚訝的反饋：唉，是喔，這個(gè)鎖就永遠(yuǎn)得不到釋放了。緊接著你需要抓一抓自己得腦袋，故作思考片刻，好像接下來的結(jié)果是你主動(dòng)思考出來的，然后回答：我記得set指令有非常復(fù)雜的參數(shù)，這個(gè)應(yīng)該是可以同時(shí)把setnx和expire合成一條指令來用的！
對(duì)方這時(shí)會(huì)顯露笑容，心里開始默念：嗯，這小子還不錯(cuò)，開始有點(diǎn)意思了。假如Redis里面有1億個(gè)key，其中有10w個(gè)key是以某個(gè)固定的已知的前綴開頭的，如何將它們?nèi)空页鰜恚?/span>
使用keys指令可以掃出指定模式的key列表。
對(duì)方接著追問：如果這個(gè)redis正在給線上的業(yè)務(wù)提供服務(wù)，那使用keys指令會(huì)有什么問題？
這個(gè)時(shí)候你要回答Redis關(guān)鍵的一個(gè)特性：Redis的單線程的。keys指令會(huì)導(dǎo)致線程阻塞一段時(shí)間，線上服務(wù)會(huì)停頓，直到指令執(zhí)行完畢，服務(wù)才能恢復(fù)。這個(gè)時(shí)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列表，但是會(huì)有一定的重復(fù)概率，在客戶端做一次去重就可以了，但是整體所花費(fèi)的時(shí)間會(huì)比直接用keys指令長(zhǎng)。
不過，增量式迭代命令也不是沒有缺點(diǎn)的：舉個(gè)例子， 使用 SMEMBERS 命令可以返回集合鍵當(dāng)前包含的所有元素， 但是對(duì)于 SCAN 這類增量式迭代命令來說， 因?yàn)樵趯?duì)鍵進(jìn)行增量式迭代的過程中， 鍵可能會(huì)被修改， 所以增量式迭代命令只能對(duì)被返回的元素提供有限的保證 。
使用過Redis做異步隊(duì)列么，你是怎么用的？
一般使用list結(jié)構(gòu)作為隊(duì)列，rpush生產(chǎn)消息，lpop消費(fèi)消息。當(dāng)lpop沒有消息的時(shí)候，要適當(dāng)sleep一會(huì)再重試。
如果對(duì)方追問可不可以不用sleep呢？
list還有個(gè)指令叫blpop，在沒有消息的時(shí)候，它會(huì)阻塞住直到消息到來。
如果對(duì)方接著追問能不能生產(chǎn)一次消費(fèi)多次呢？
使用pub/sub主題訂閱者模式，可以實(shí)現(xiàn) 1:N 的消息隊(duì)列。
如果對(duì)方繼續(xù)追問 pub/su b有什么缺點(diǎn)？
在消費(fèi)者下線的情況下，生產(chǎn)的消息會(huì)丟失，得使用專業(yè)的消息隊(duì)列如RocketMQ等。
如果對(duì)方究極TM追問Redis如何實(shí)現(xiàn)延時(shí)隊(duì)列？
這一套連招下來，我估計(jì)現(xiàn)在你很想把面試官一棒打死（面試官自己都想打死自己了怎么問了這么多自己都不知道的），如果你手上有一根棒球棍的話，但是你很克制。平復(fù)一下激動(dòng)的內(nèi)心，然后神態(tài)自若的回答道：使用sortedset，拿時(shí)間戳作為score，消息內(nèi)容作為key調(diào)用zadd來生產(chǎn)消息，消費(fèi)者用zrangebyscore指令獲取N秒之前的數(shù)據(jù)輪詢進(jìn)行處理。
到這里，面試官暗地里已經(jīng)對(duì)你豎起了大拇指。并且已經(jīng)默默給了你A+，但是他不知道的是此刻你卻豎起了中指，在椅子背后。
Redis是怎么持久化的？服務(wù)主從數(shù)據(jù)怎么交互的？
RDB做鏡像全量持久化，AOF做增量持久化。因?yàn)镽DB會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，不夠?qū)崟r(shí)，在停機(jī)的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致大量丟失數(shù)據(jù)，所以需要AOF來配合使用。在redis實(shí)例重啟時(shí)，會(huì)使用RDB持久化文件重新構(gòu)建內(nèi)存，再使用AOF重放近期的操作指令來實(shí)現(xiàn)完整恢復(fù)重啟之前的狀態(tài)。
這里很好理解，把RDB理解為一整個(gè)表全量的數(shù)據(jù)，AOF理解為每次操作的日志就好了，服務(wù)器重啟的時(shí)候先把表的數(shù)據(jù)全部搞進(jìn)去，但是他可能不完整，你再回放一下日志，數(shù)據(jù)不就完整了嘛。不過Redis本身的機(jī)制是 AOF持久化開啟且存在AOF文件時(shí)，優(yōu)先加載AOF文件；AOF關(guān)閉或者AOF文件不存在時(shí)，加載RDB文件；加載AOF/RDB文件城后，Redis啟動(dòng)成功；AOF/RDB文件存在錯(cuò)誤時(shí)，Redis啟動(dòng)失敗并打印錯(cuò)誤信息
對(duì)方追問那如果突然機(jī)器掉電會(huì)怎樣？
取決于AOF日志sync屬性的配置，如果不要求性能，在每條寫指令時(shí)都sync一下磁盤，就不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。但是在高性能的要求下每次都sync是不現(xiàn)實(shí)的，一般都使用定時(shí)sync，比如1s1次，這個(gè)時(shí)候最多就會(huì)丟失1s的數(shù)據(jù)。
對(duì)方追問RDB的原理是什么？
你給出兩個(gè)詞匯就可以了，fork和cow。fork是指redis通過創(chuàng)建子進(jìn)程來進(jìn)行RDB操作，cow指的是copy on write，子進(jìn)程創(chuàng)建后，父子進(jìn)程共享數(shù)據(jù)段，父進(jìn)程繼續(xù)提供讀寫服務(wù)，寫臟的頁面數(shù)據(jù)會(huì)逐漸和子進(jìn)程分離開來。
注：回答這個(gè)問題的時(shí)候，如果你還能說出AOF和RDB的優(yōu)缺點(diǎn)，我覺得我是面試官在這個(gè)問題上我會(huì)給你點(diǎn)贊，兩者其實(shí)區(qū)別還是很大的，而且涉及到Redis集群的數(shù)據(jù)同步問題等等。想了解的伙伴也可以留言，我會(huì)專門寫一篇來介紹的。
Pipeline有什么好處，為什么要用pipeline？
可以將多次IO往返的時(shí)間縮減為一次，前提是pipeline執(zhí)行的指令之間沒有因果相關(guān)性。使用redis-benchmark進(jìn)行壓測(cè)的時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)影響redis的QPS峰值的一個(gè)重要因素是pipeline批次指令的數(shù)目。
Redis的同步機(jī)制了解么？
Redis可以使用主從同步，從從同步。第一次同步時(shí)，主節(jié)點(diǎn)做一次bgsave，并同時(shí)將后續(xù)修改操作記錄到內(nèi)存buffer，待完成后將RDB文件全量同步到復(fù)制節(jié)點(diǎn)，復(fù)制節(jié)點(diǎn)接受完成后將RDB鏡像加載到內(nèi)存。加載完成后，再通知主節(jié)點(diǎn)將期間修改的操作記錄同步到復(fù)制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重放就完成了同步過程。后續(xù)的增量數(shù)據(jù)通過AOF日志同步即可，有點(diǎn)類似數(shù)據(jù)庫的binlog。
是否使用過Redis集群，集群的高可用怎么保證，集群的原理是什么？
Redis Sentinal 著眼于高可用，在master宕機(jī)時(shí)會(huì)自動(dòng)將slave提升為master，繼續(xù)提供服務(wù)。
Redis Cluster 著眼于擴(kuò)展性，在單個(gè)redis內(nèi)存不足時(shí)，使用Cluster進(jìn)行分片存儲(chǔ)。
面試結(jié)束
小伙子你可以的，什么時(shí)候有時(shí)間來上班啊，要不明天就來吧？
你強(qiáng)裝鎮(zhèn)定，這么急啊我還需要租房，要不下禮拜一吧。
好的 心想這小子這么NB是不是很多Offer在手上，不行我得叫hr給他加錢。
能撐到最后，你自己都忍不住自己給自己點(diǎn)個(gè)贊了!
總結(jié)
在技術(shù)面試的時(shí)候，不管是Redis還是什么問題，如果你能舉出實(shí)際的例子，或者是直接說自己開發(fā)過程的問題和收獲會(huì)給面試官的印象分會(huì)加很多，回答邏輯性也要強(qiáng)一點(diǎn)，不要東一點(diǎn)西一點(diǎn)，容易把自己都繞暈的。
還有一點(diǎn)就是我問你為啥用Redis你不要一上來就直接回答問題了，你可以這樣回答：
帥氣的面試官您好，首先我們的項(xiàng)目DB遇到了瓶頸，特別是秒殺和熱點(diǎn)數(shù)據(jù)這樣的場(chǎng)景DB基本上就扛不住了，那就需要緩存中間件的加入了，目前市面上有的緩存中間件有 Redis 和 Memcached ，他們的優(yōu)缺點(diǎn)……，綜合這些然后再結(jié)合我們項(xiàng)目特點(diǎn)，最后我們?cè)诩夹g(shù)選型的時(shí)候選了誰。
如果你這樣有條不紊，有理有據(jù)的回答了我的問題而且還說出這么多我問題外的知識(shí)點(diǎn)，我會(huì)覺得你不只是一個(gè)會(huì)寫代碼的人，你邏輯清晰，你對(duì)技術(shù)選型，對(duì)中間件對(duì)項(xiàng)目都有自己的理解和思考，說白了就是你的offer有戲了。
全文完
推薦閱讀：
喜歡我可以給我設(shè)為星標(biāo)哦
好文章，我?在看?
