我不自量力的面试了某大厂的 Java 开发岗位，迎面走来一位风尘仆仆的中年男子，手里拿着屏幕还亮着的 Mac。他冲着我礼貌的笑了笑，然后说了句“不好意思，让你久等了”，然后示意我坐下，说：“我们开始吧，看了你的简历，觉得你对 Redis 应该掌握的不错，我们今天就来讨论下 Redis……”。我想：“来就来，兵来将挡水来土掩”。

Redis 是什么

面试官：你先来说下 Redis 是什么吧！

我：（这不就是总结下 Redis 的定义和特点嘛）Redis 是 C 语言开发的一个开源的（遵从 BSD 协议）高性能键值对（key-value）的内存数据库，可以用作数据库、缓存、消息中间件等。

它是一种 NoSQL（not-only sql，泛指非关系型数据库）的数据库。

我顿了一下，接着说，Redis 作为一个内存数据库：

  • 性能优秀，数据在内存中，读写速度非常快，支持并发 10W QPS。
  • 单进程单线程，是线程安全的，采用 IO 多路复用机制。
  • 丰富的数据类型，支持字符串（strings）、散列（hashes）、列表（lists）、集合（sets）、有序集合（sorted sets）等。
  • 支持数据持久化。
    可以将内存中数据保存在磁盘中，重启时加载。
  • 主从复制，哨兵，高可用。
  • 可以用作分布式锁。
  • 可以作为消息中间件使用，支持发布订阅。

五种数据类型

面试官：总结的不错，看来是早有准备啊。刚来听你提到 Redis 支持五种数据类型，那你能简单说下这五种数据类型吗？

我：当然可以，但是在说之前，我觉得有必要先来了解下 Redis 内部内存管理是如何描述这 5 种数据类型的。

说着，我拿着笔给面试官画了一张图

我：首先 Redis 内部使用一个 redisObject 对象来表示所有的 key 和 value。

redisObject 最主要的信息如上图所示：type 表示一个 value 对象具体是何种数据类型，encoding 是不同数据类型在 Redis 内部的存储方式。

比如：type=string 表示 value 存储的是一个普通字符串，那么 encoding 可以是 raw 或者 int。

我顿了一下，接着说，下面我简单说下 5 种数据类型：

①String 是 Redis 最基本的类型，可以理解成与 Memcached一模一样的类型，一个 Key 对应一个 Value。Value 不仅是 String，也可以是数字。

String 类型是二进制安全的，意思是 Redis 的 String 类型可以包含任何数据，比如 jpg 图片或者序列化的对象。String 类型的值最大能存储 512M。

②Hash是一个键值（key-value）的集合。Redis 的 Hash 是一个 String 的 Key 和 Value 的映射表，Hash 特别适合存储对象。常用命令：hget，hset，hgetall 等。

③List 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边） 常用命令：lpush、rpush、lpop、rpop、lrange（获取列表片段）等。

应用场景：List 应用场景非常多，也是 Redis 最重要的数据结构之一，比如 Twitter 的关注列表，粉丝列表都可以用 List 结构来实现。

数据结构：List 就是链表，可以用来当消息队列用。Redis 提供了 List 的 Push 和 Pop 操作，还提供了操作某一段的 API，可以直接查询或者删除某一段的元素。

实现方式：Redis List 的是实现是一个双向链表，既可以支持反向查找和遍历，更方便操作，不过带来了额外的内存开销。

④Set 是 String 类型的无序集合。集合是通过 hashtable 实现的。Set 中的元素是没有顺序的，而且是没有重复的。常用命令：sdd、spop、smembers、sunion 等。

应用场景：Redis Set 对外提供的功能和 List 一样是一个列表，特殊之处在于 Set 是自动去重的，而且 Set 提供了判断某个成员是否在一个 Set 集合中。

⑤Zset 和 Set 一样是 String 类型元素的集合，且不允许重复的元素。常用命令：zadd、zrange、zrem、zcard 等。

使用场景：Sorted Set 可以通过用户额外提供一个优先级（score）的参数来为成员排序，并且是插入有序的，即自动排序。

当你需要一个有序的并且不重复的集合列表，那么可以选择 Sorted Set 结构。

和 Set 相比，Sorted Set关联了一个 Double 类型权重的参数 Score，使得集合中的元素能够按照 Score 进行有序排列，Redis 正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

实现方式：Redis Sorted Set 的内部使用 HashMap 和跳跃表（skipList）来保证数据的存储和有序，HashMap 里放的是成员到 Score 的映射。

而跳跃表里存放的是所有的成员，排序依据是 HashMap 里存的 Score，使用跳跃表的结构可以获得比较高的查找效率，并且在实现上比较简单。

数据类型应用场景总结：

接下来就是连环炮式提问，越问越深(⊙o⊙)，不免紧张了起来。

  • Redis 缓存你是怎么使用的？
  • 实际项目中使用缓存会遇到哪些问题？
  • Redis缓存血崩、缓存穿透、缓存击穿的区别？
  • Redis多线程模型？
  • Redis 和 Memcached 的区别？
  • Redis 的持久化机制？
  • Redis 持久化机制 AOF 和 RDB 有哪些不同之处？
  • Redis主从复制原理？
  • Redis主从复制如何保证数据一致性？
  • Redis数据同步原理？
  • Redis主从复制会存在哪些问题？解决方案是？
  • 缓存的更新策略有几种？分别有什么注意事项？
  • 请介绍几个可能导致 Redis 阻塞的原因
  • Redis 集群架构模式有哪几种？
  • Redis 集群最大节点个数是多少？
  • Redis 集群的主从复制模型是怎样的？
  • 请介绍一下 Redis 集群实现方案
  • Redis 集群会有写操作丢失吗？为什么？
  • Redis 慢查询是什么？通过什么配置？

最终全部回答完后，面试官看了我一眼，看来你对Redis了解的很透彻啊，那接下来我们再约一下时间谈谈JVM性能优化、高并发应用场景解决方案。

由于文章篇幅限制不能全部展示，这里只是展示的一部分Redis相关的面试题集，

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Redis缓存

 

Redis实现分布式锁

 

JVM性能调优

  • Java内存区域
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MySQL性能优化

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