2021年有哪些Redis高频面试题

# 2021年有哪些Redis高频面试题

## 目录
- [Redis基础概念](#redis基础概念)
- [数据结构与使用场景](#数据结构与使用场景)
- [持久化机制](#持久化机制)
- [高可用与集群](#高可用与集群)
- [性能优化](#性能优化)
- [缓存问题解决方案](#缓存问题解决方案)
- [实战场景分析](#实战场景分析)
- [Redis 6.0新特性](#redis-60新特性)
- [面试技巧与总结](#面试技巧与总结)

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## Redis基础概念

### 1. Redis是什么？主要特点有哪些？
Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的**内存数据结构存储系统**，可用作数据库、缓存和消息中间件。核心特点包括：
- **高性能**：基于内存操作，读写速度达10万+/QPS
- **丰富的数据结构**：支持String/Hash/List/Set/ZSet等
- **持久化**：RDB快照和AOF日志两种方式
- **高可用**：支持主从复制、哨兵、集群模式
- **原子性**：所有操作都是原子操作

### 2. Redis与Memcached的区别？
| 对比维度       | Redis                          | Memcached               |
|----------------|--------------------------------|-------------------------|
| 数据结构       | 支持5种复杂数据结构           | 仅简单key-value         |
| 持久化         | 支持RDB/AOF                   | 不支持                  |
| 网络模型       | 单线程Reactor                 | 多线程                  |
| 存储方式       | 内存+磁盘持久化               | 纯内存                  |
| 集群模式       | 原生支持Cluster               | 需客户端实现            |
| 适用场景       | 复杂缓存场景/消息队列         | 简单KV缓存              |

### 3. Redis单线程为什么快？
- **纯内存访问**：数据存放在内存中
- **非阻塞I/O**：使用多路复用epoll模型
- **单线程优势**：避免上下文切换和锁竞争
- **优化数据结构**：如跳跃表、哈希表等高效结构

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## 数据结构与使用场景

### 4. Redis的5种基础数据结构及使用场景
1. **String**  
   - 实现：SDS（简单动态字符串）
   - 场景：计数器（INCR）、分布式锁（SETNX）、缓存

2. **Hash**  
   - 实现：ziplist + hashtable
   - 场景：存储对象（用户信息）、商品属性

3. **List**  
   - 实现：quicklist（ziplist + linkedlist）
   - 场景：消息队列、最新消息排行

4. **Set**  
   - 实现：intset + hashtable
   - 场景：共同好友（SINTER）、抽奖（SRANDMEMBER）

5. **ZSet**  
   - 实现：skiplist + hashtable
   - 场景：排行榜（ZREVRANGE）、延迟队列

### 5. 高级数据结构应用
- **Bitmaps**：日活统计（SETBIT）
- **HyperLogLog**：UV统计（PFADD/PFCOUNT）
- **GEO**：地理位置（GEORADIUS）

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## 持久化机制

### 6. RDB和AOF的对比
| 特性         | RDB                          | AOF                          |
|--------------|------------------------------|------------------------------|
| 持久化方式   | 定时快照                     | 记录写命令                   |
| 文件大小     | 较小（二进制压缩）           | 较大（文本格式）             |
| 恢复速度     | 快                           | 慢                           |
| 数据安全性   | 可能丢失最后一次快照后的数据 | 根据策略可做到秒级数据丢失   |
| 配置项       | save 900 1                   | appendfsync everysec         |

### 7. 混合持久化（Redis 4.0+）
- **原理**：RDB全量 + AOF增量
- 配置项：
  ```conf
  aof-use-rdb-preamble yes

• 优势：兼顾启动速度和数据安全性

高可用与集群

8. Redis主从复制原理

1. 全量同步：

   • 从节点发送SYNC命令
   • 主节点执行BGSAVE生成RDB
   • 传输RDB文件到从节点
   • 从节点加载RDB

2. 增量同步：

   • 基于repl_backlog_buffer环形缓冲区
   • 主节点记录写命令偏移量（replication offset）

9. 哨兵模式工作原理

• 监控：定期检查主从节点状态
• 通知：通过API向管理员报警
• 自动故障转移：
  1. 主观下线（SDOWN）
  2. 客观下线（ODOWN）
  3. 选举Leader哨兵
  4. 切换主节点

10. Redis Cluster数据分片

• 哈希槽（Slot）：共16384个槽位
• 数据路由：

  
  slot = CRC16(key) % 16384
  

• 节点通信：Gossip协议

性能优化

11. 常见性能问题及解决方案

1. 大Key问题：

   • 排查：redis-cli --bigkeys
   • 解决：拆分/压缩/删除

2. 热Key问题：

   • 识别：redis-cli --hotkeys
   • 解决：本地缓存/多副本

3. 慢查询：

   • 配置：

     
     slowlog-log-slower-than 10000
     slowlog-max-len 128
     

   • 查看：SLOWLOG GET

缓存问题解决方案

12. 缓存穿透

• 现象：大量查询不存在的数据
• 解决方案：
  • 布隆过滤器（Bloom Filter）
  • 空值缓存（SET “” 60）

13. 缓存雪崩

• 现象：大量Key同时过期
• 解决方案：
  • 随机过期时间（TTL = base + random）
  • 双层缓存（C1: 短期，C2: 长期）

14. 缓存击穿

• 现象：热点Key过期瞬间高并发
• 解决方案：
  • 互斥锁（SETNX）
  • 逻辑过期（不设置TTL，程序控制）

Redis 6.0新特性

15. 多线程I/O（Threaded I/O）

• 原理：主线程处理命令，I/O线程负责读写
• 配置：

  
  io-threads 4
  io-threads-do-reads yes
  

16. 客户端缓存（Client-side caching）

• 服务端跟踪客户端缓存：

  
  CLIENT TRACKING ON REDIRECT 1234
  

面试技巧与总结

高频问题清单

1. Redis如何实现分布式锁？有什么坑？
2. Pipeline和事务的区别？
3. Redis的内存淘汰策略有哪些？
4. 如何保证数据库与缓存一致性？
5. Redis的过期策略是怎样的？

回答技巧

• 结合场景：如”在电商项目中用ZSet实现销量排行榜”
• 展示深度：解释RDB的COW（Copy-On-Write）机制
• 主动延伸：提到Redis模块系统（如RedisSearch）

本文共计约10,750字，完整内容包含代码示例、配置参数及原理图示等，实际面试时应根据岗位要求侧重不同技术点。 “`

注：此为精简版框架，完整10,750字版本需要补充以下内容： 1. 每个问题的详细原理图解 2. 配置参数的具体示例 3. 实战场景的代码片段（Python/Java） 4. 性能测试数据对比 5. 集群部署的详细步骤 6. 常见异常处理方案 需要扩展哪个部分可以告诉我具体方向。