Redis高频面试题

一、Redis有什么好处？

• 高性能：Redis是一个基于内存的数据存储系统，相比于传统的基于磁盘的数据库系统，它能够提供更高的读写性能。
• 支持丰富的数据类型：Redis支持多种数据结构，包括字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，这使得它可以用于多种不同的应用场景。
• 持久化：Redis支持持久化机制，可以将内存中的数据定期写入磁盘，以防止数据丢失。
• 高可用性：Redis支持主从复制和Sentinel系统，可以实现高可用性和故障恢复。
• 简单易用：Redis的命令简单易懂，学习曲线较低，使用方便。
• 丰富的功能：Redis提供了丰富的功能和特性，如事务、发布/订阅、Lua脚本等，可以满足各种需求。

二、Redis为什么那么快？

• ‌内存存储‌：Redis将数据存储在内存中，这使得读写速度非常快。同时，Redis也提供持久化机制，可以将内存数据异步地写入磁盘中，保证数据的安全性和可靠性。‌
• 非阻塞I/O多路复用机制‌：Redis使用非阻塞I/O模型，避免了线程上下文切换和系统调用带来的开销，从而大幅提高了并发吞吐量。‌
• 单线程架构‌：Redis采用单线程架构，避免了多线程间的同步和锁竞争等问题，简化了代码实现和维护。‌
• 数据结构优化‌：Redis内置了多种数据结构（如哈希表、有序集合等），并对其进行了优化，使得操作复杂度低，能够在很短的时间内完成大量的数据处理。‌‌
• 预分配内存‌：Redis在初始化时会预先分配一定量的内存空间，避免了频繁的内存分配和释放过程，提高了性能。

三、Redis与 Memcache区别？

Memcached只能存储KV、没有持久化机制，不支持主从复制，是多线程的。

四、Redis的数据结构

String

String的实现基于 SDS （简单动态字符串）。SDS特点：
（1）不用担心内存溢出问题，如果需要会对SDS进行扩容。
（2）获取字符串长度时间复杂度为O(1)，因为定义了len属性。
（3）通过“空间预分配”和“惰性空间释放”，防止多次重分配内存。
（4）判断是否结束的标志为len属性，可以包含‘\0’（它同样以’\0’结尾时因为这样就可以使用C语言中函数库操作字符串的函数了）。

String存在三种编码

为什么要为不同的大小设计不同的编码？
embstr的使用只分配一次内存空间（因为RedisObject和SDS是连续的），而raw需要分配两次内存空间（分别为RedisObject和SDS分配空间）。
因此与raw相比，embstr的好处在于创建时少分配一次空间，删除时少释放一次空间，以及对象的鄋数据连在一起，寻找方便。
而embstr的坏处也很明显，如果字符串的长度增加需要重新分配内存时，整个Redis
Object和SDS都需要重新分配空间，因此Redis中的embstr实现为只读（这种编码的内容是不能修改的）。

int和embstr什么时候转化为raw?
1、int数据不再是整数——raw
2、int大小超过了long的范围(2^63-1)——embstr
3、embstr长度超过了44个字符串——raw

应用场景

分布式数据共享
分布式锁
分布式id
限流

Hash哈希

Hash存储原理：Redis中的Hash本身也是一个KV的结构。外层是一样的，内层是基于zipList(压缩列表)和hashTable（哈希表）。

ZipList存储结构