Redis 高级面试题解析

20. 说说 Redis 哈希槽的机制？

Redis 集群采用哈希槽（Hash Slot）机制来分布和管理数据。整个哈希空间被划分为 16384 个槽，每个键通过 CRC16 校验后取模映射到一个哈希槽。每个节点负责一部分哈希槽，从而实现数据分片和负载均衡。

21. Redis 集群的主从复制模型是怎样的？

Redis 集群中的每个主节点（Master）可以有多个从节点（Slave）。主节点负责写操作，从节点负责读操作和数据备份。当主节点失效时，从节点可以通过投票机制提升为主节点，保证高可用性。

22. Redis 集群会有写操作丢失吗？为什么？

Redis 集群在网络分区或多数主节点失效时可能会丢失写操作。因为 Redis 集群采用异步复制，写操作在传播到从节点前，主节点可能会失效，导致数据丢失。

23. Redis 集群之间是如何复制的？

Redis 集群中的主从节点间采用异步复制机制。主节点在处理写操作后，将变更通知从节点，从节点异步地接收和应用这些变更。

24. Redis 集群最大节点个数是多少？

Redis 集群最大支持 1000 个节点。

25. Redis 集群如何选择数据库？

Redis 集群仅支持单个数据库，即数据库索引为 0。因此，所有数据都存储在同一个数据库中，无法像单节点 Redis 那样选择不同的数据库。

26. 怎么测试 Redis 的连通性？

可以使用 ping 命令测试 Redis 服务器的连通性：

redis-cli ping

如果连接正常，服务器会返回 PONG。

27. 怎么理解 Redis 事务？

Redis 事务是一组原子操作的集合。事务通过 MULTI、EXEC、DISCARD 和 WATCH 等命令实现。事务内的所有命令按顺序执行，不会被其他命令插入。

28. Redis 事务相关的命令有哪些？

• MULTI：开始一个事务。
• EXEC：执行事务中的所有命令。
• DISCARD：放弃事务中的所有命令。
• WATCH：监视一个或多个键，若在事务执行前这些键被修改，事务将被取消。

29. Redis Key 的过期时间和永久有效分别怎么设置？

• 设置过期时间：使用 EXPIRE 命令，如设置 10 秒后过期：

  EXPIRE key 10
  

• 设置永久有效：使用 PERSIST 命令取消键的过期时间：

  PERSIST key
  

30. Redis 如何做内存优化？

• 合理使用数据类型：选择适合的数据结构存储数据。
• 压缩数据：使用合适的编码方式减少内存占用。
• 淘汰策略：配置合适的内存淘汰策略，如 LRU（最近最少使用）。
• 过期策略：合理设置键的过期时间，及时清理无用数据。

31. Redis 回收进程如何工作的？

Redis 回收进程通过定期和惰性删除机制清理过期键。当内存使用达到阈值时，Redis 根据配置的淘汰策略删除部分键，以腾出空间。

32. 有哪些办法可以降低 Redis 的内存使用情况呢？

• 使用合适的数据结构：例如使用哈希表存储小对象。
• 压缩和编码：利用 Redis 内置的对象编码（如 ZIPLIST、INTSET）优化存储。
• 设置过期时间：及时清理过期数据。
• 数据拆分：将大对象拆分成小对象存储。

33. Redis 的内存用完了会发生什么？

当 Redis 内存用完时，会根据配置的淘汰策略删除部分键。如果没有配置淘汰策略，写操作将返回错误（OOM），无法插入新数据。

34. 一个 Redis 实例最多能存放多少的 KEYS？

Redis 理论上能存储的数据量取决于可用内存和操作系统的限制。实际中，内存是主要限制因素。64 位系统下，Redis 可以支持数十亿个键。

35. MySQL 里有 2000w 数据。Redis 中只存 20w 的数据，如何保证 Redis 中的数据都是热点数据？Redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候，就会施行数据淘汰策略。

可以通过以下方法保证 Redis 中存储热点数据：

• 设置合理的过期时间：确保长时间不访问的数据自动过期。
• 使用 LRU 淘汰策略：淘汰最近最少使用的数据，保持热点数据在内存中。

36. Redis 最适合的场景？

• 缓存：提高数据访问速度，减轻数据库负载。
• 会话存储：存储用户会话数据。
• 排行榜/计数器：实现快速排序和计数功能。
• 消息队列：实现发布/订阅和延迟队列等功能。
• 实时分析：处理实时数据分析和统计。

37. 假如 Redis 里面有 1亿个 Key，其中有 10w 个 Key 是以某个固定的已知的前缀开头的，如果将它们全部找出来？

可以使用 SCAN 命令配合模式匹配找出指定前缀的键：

SCAN 0 MATCH prefix* COUNT 1000

注意，SCAN 命令是增量式遍历，不会阻塞 Redis。

38. 如果有大量的 Key 需要设置同一时间过期。一般需要注意什么？

• 避免过期时间扎堆：大批量键同时过期会造成 Redis 瞬时压力增大。
• 分批设置过期时间：将过期时间分散开，减少压力。

39. 使用过 Redis 做异步队列么，你是怎么用的？

可以使用 Redis 的列表（List）结构实现异步队列：

• 生产者使用 LPUSH 将任务加入队列。
• 消费者使用 BRPOP 从队列中取出任务。

40. 使用过 Redis 分布式锁么，它是什么回事？

Redis 分布式锁用于在分布式环境下控制资源访问。实现方法：

• 使用 SET key value NX PX 设置锁，NX 确保键不存在时设置，PX 设置过期时间。
• 释放锁时，确保释放的是自己加的锁，可以使用 Lua 脚本保证原子性。