redis基础知识回顾

1 redis的基本数据结构

　　字符串key-value最简单的类型String、链表有序列表List、哈希类似于map的一种结构Hash、集合无序集合Set、带权值的无序集合ZSet，即每一个ZSet还有另一个数字表示权值，集合通过权值进行排序。

redis的单线程原理

　　具体说明的是redis中只有网络模块使用了单线程，其他模块还是使用了多线程处理，其特性是是用来epoll的多路复用，所以可以采用单线程完成网络请求。

2 redis的备份策略

　　RDB和AOF

　　RDB即将当前数据生成快照并存在硬盘中，可以自动触发，也可以手动设置。save命令是通过手动使用，使用的话需要阻塞服务器，直到RDB过程完毕，所占内存比较多。bgsave命令不阻塞主线程，该命令fork一个子线程，步骤如下：1、查看有没有一个子线程用于RDB，有的话直接返回；2、没有的话fork一个子线程，此时父线程阻塞；3、子线程完成后返回一个RDB文件给父线程。

　　RDB自动触发的机制：1、通过配置文件，过一段时间后，自动执行RDB；2、如果采用主从复制过程，会自动执行RDB；3、如果redis在执行shutdown时，没有设置AOF会自动执行RDB。

　　AOF通过日志，记录数据的写入或者修改操作，这种方式的实时性更好，通过配置文件打开AOF。

　　AOF的持久化策略：1、always，每当执行一次命令将操作写到磁盘的日志文件上；2、everysec，每秒将命令写到磁盘日志文件上；3、no，不主动设置，由操作系统来决定什么时候写入到磁盘文件上。

　　AOF重写机制：随着时间的推移和客户端的不断操作，AOF文件会变得越来越大，redis此时使用bgrewriteaof函数，在不读取原有AOF文件的基础上，会重新创建一个AOF日志文件，减少文件大小。

　　RDB和AOF之间优缺点：1、AOF所所占的文件大小比RDB大；2、如果系统发生错误，AOF丢失的数据只有一部分，而RDB丢失所有数据；3、一般来说AOF的所需要的系统资源比RDB要小；4、RDB的恢复速度比AOF慢。

3 redis的过期策略

　　定期删除：redis默认是每过100ms，就随机抽取一些设置过期时间的key，如果时间过期了，就会删除，但是不会说在同一时间内删除所有的过期的key。

　　懒惰删除：若客户端获取某一个key的时候，redis会先进行检查，若该key设置了过期时间，并且已经过期了就会删除。

4 redis缓存穿透

　　主要是请求所查询的数据，缓存和数据库中都没有，攻击者发送大量的这种查询，导致数据库的压力很大。

　　解决方法：第一种，访问前进行校验。通过过滤器过滤掉那些不合法的查询请求，布隆过滤器。第二种就是将数据库中没有的键，缓存中将键=null

5 redis缓存击穿

　　主要是缓存中某一热点数据过期，缓存中没有数据，但是数据库有数据，此时发生了大量的并发请求，导致数据库的服务器压力过大。

　　解决方法：热点数据永不过期，对大量的并发读请求设置并发锁，降低并发性。

6 redis缓存雪崩　

　　主要是缓存中大量的数据同时过期，缓存中没有数据，但数据库中有数据。但是这批数据的查询量非常大，导致数据库压力很大。

　　解决方法：将热点数据永不过期，设置随机的过期时间，防止同一时间 大量数据过期。对于集群部署的情况，将热点数据均匀分布在不同的服务器。

7 布隆过滤器

　　本质上是一个二进制向量，只能存放0和1，对一个数据进行多个hash函数，将每一个函数所得出的下标的二进制向量置为1，等待下次查询的时候，将数据再次hash函数化，然后通过二进制向量中是否为1，来判断是该数据是否存在。但是有可能会发生冲突，这样不能确定数据一定存在，但是能够确定数据一定不存在。

　　优点：查询和插入数据的速度很快，由于是二进制，所占内存也比较少

　　缺点：不能确定数据一定存在，但是能够确定数据一定不存在。不能删除数据，因为删除数据会造成误判，导致其他的数据会被误删除。

8 三种模式

　　主从复制、哨兵模式、cluster模式

9 zset中底层数据结构是什么？为什么使用跳表，而不是使用b+树？为什么跳表这么快？

　　跳表，时间复杂度为logN。redis数据库是基于内存的，而b+树是基于磁盘IO的，b+树每个节点的数量都是mysql分区页的大小。所以redis使用的跳表。跳表本质上是对链表做索引，一般有logN层的索引，每做一层索引，链表的长度减少为原先的1 / 2。链表加上多级索引的结构就是跳表。空间复杂度为N，由等比数列求和可以得出n- 2 ，类比为n