这篇文章主要讲解了“Redis经典面试题及答案有哪些”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“Redis经典面试题及答案有哪些”吧!
1. 什么是Redis?它主要用来什么的?
Redis,英文全称是Remote Dictionary Server(远程字典服务),是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库,并提供多种语言的API。
与MySQL数据库不同的是,Redis的数据是存在内存中的。它的读写速度非常快,每秒可以处理超过10万次读写操作。因此redis被广泛应用于缓存,另外,Redis也经常用来做分布式锁。除此之外,Redis支持事务、持久化、LUA 脚本、LRU 驱动事件、多种集群方案。
2.说说Redis的基本数据结构类型
大多数小伙伴都知道,Redis有以下这五种基本类型:
String(字符串)
Hash(哈希)
List(列表)
Set(集合)
zset(有序集合)
它还有三种特殊的数据结构类型
Geospatial
Hyperloglog
Bitmap
2.1 Redis 的五种基本数据类型
String(字符串)
简介:String是Redis最基础的数据结构类型,它是二进制安全的,可以存储图片或者序列化的对象,值最大存储为512M
简单使用举例:
set key value、
get key等
应用场景:共享session、分布式锁,计数器、限流。
内部编码有3种,
int(8字节长整型)/embstr(小于等于39字节字符串)/raw(大于39个字节字符串)
C语言的字符串是
char[]实现的,而Redis使用SDS(simple dynamic string) 封装,sds源码如下:
struct sdshdr{ unsigned int len; // 标记buf的长度 unsigned int free; //标记buf中未使用的元素个数 char buf[]; // 存放元素的坑 }
SDS 结构图如下:
Redis为什么选择SDS结构,而C语言原生的
char[]不香吗?
举例其中一点,SDS中,O(1)时间复杂度,就可以获取字符串长度;而C 字符串,需要遍历整个字符串,时间复杂度为O(n)
Hash(哈希)
简介:在Redis中,哈希类型是指v(值)本身又是一个键值对(k-v)结构
简单使用举例:
hset key field value、
hget key field
内部编码:
ziplist(压缩列表)、
hashtable(哈希表)
应用场景:缓存用户信息等。
注意点:如果开发使用hgetall,哈希元素比较多的话,可能导致Redis阻塞,可以使用hscan。而如果只是获取部分field,建议使用hmget。
字符串和哈希类型对比如下图:
List(列表)
简介:列表(list)类型是用来存储多个有序的字符串,一个列表最多可以存储2^32-1个元素。
简单实用举例:
lpush key value [value ...]、
lrange key start end
内部编码:ziplist(压缩列表)、linkedlist(链表)
应用场景:消息队列,文章列表,
一图看懂list类型的插入与弹出:
list应用场景参考以下:
lpush+lpop=Stack(栈)
lpush+rpop=Queue(队列)
lpsh+ltrim=Capped Collection(有限集合)
lpush+brpop=Message Queue(消息队列)
Set(集合)
简介:集合(set)类型也是用来保存多个的字符串元素,但是不允许重复元素
简单使用举例:
sadd key element [element ...]、
smembers key
内部编码:
intset(整数集合)、
hashtable(哈希表)
注意点:smembers和lrange、hgetall都属于比较重的命令,如果元素过多存在阻塞Redis的可能性,可以使用sscan来完成。
应用场景:用户标签,生成随机数抽奖、社交需求。
有序集合(zset)
简介:已排序的字符串集合,同时元素不能重复
简单格式举例:
zadd key score member [score member ...],
zrank key member
底层内部编码:
ziplist(压缩列表)、
skiplist(跳跃表)
应用场景:排行榜,社交需求(如用户点赞)。
2.2 Redis 的三种特殊数据类型
Geo:Redis3.2推出的,地理位置定位,用于存储地理位置信息,并对存储的信息进行操作。
HyperLogLog:用来做基数统计算法的数据结构,如统计网站的UV。
Bitmaps :用一个比特位来映射某个元素的状态,在Redis中,它的底层是基于字符串类型实现的,可以把bitmaps成作一个以比特位为单位的数组
3. Redis为什么这么快?
Redis为什么这么快
3.1 基于内存存储实现
我们都知道内存读写是比在磁盘快很多的,Redis基于内存存储实现的数据库,相对于数据存在磁盘的MySQL数据库,省去磁盘I/O的消耗。
3.2 高效的数据结构
我们知道,Mysql索引为了提高效率,选择了B+树的数据结构。其实合理的数据结构,就是可以让你的应用/程序更快。先看下Redis的数据结构&内部编码图:
SDS简单动态字符串
字符串长度处理:Redis获取字符串长度,时间复杂度为O(1),而C语言中,需要从头开始遍历,复杂度为O(n);
空间预分配:字符串修改越频繁的话,内存分配越频繁,就会消耗性能,而SDS修改和空间扩充,会额外分配未使用的空间,减少性能损耗。
惰性空间释放:SDS 缩短时,不是回收多余的内存空间,而是free记录下多余的空间,后续有变更,直接使用free中记录的空间,减少分配。
二进制安全:Redis可以存储一些二进制数据,在C语言中字符串遇到'