距离进入大厂就只差redis集群面试题

1.谈谈Redis集群数据hash分片算法

Redis 集群将所有数据划分16384个slots，每个节点负责其中一部分槽位。当Redis 集群的客户端来连接集群时，它也会得到一份集群的槽位信息并将其缓存到客户端本地，这样当客户端要查找某个key时，可以根据槽位定位算法定位到目标节点。

槽位定位算法

集群默认会对key值使用crc16算法进行hash，得到一个整数值，然后这个整数值对16384进行取模运算来得到具体的槽位。

Hash_slot = CRC16(key)mod13684

再根据槽位和节点的对应关系就可以定位到key具体是在那个Redis节点上。

2.Redis执行命令竟然有死循环阻塞Bug

Redis有个RANDOMKEY命令可以从Redis中随机取出一个key，这个命令可能导致Redis死循环阻塞。

RANDOMKEY在随机拿出一个key之后，首先会检验这个key是否过期，如果该key过期，那么Redis会删除它，这个过程就是惰性删除，但是清理完了之后还不能结束，Redis会再找出一个没过期的key返回给客户端。

此时，Redis则会继续随机拿出一个key，然后再判断它是否过期，直到找到一个没过期的key返回给客户端。

这里就有一个问题，如果此时Redis中有大量的key过期，但还未来得及被清理掉，这个循环就会持续很久才能结束，这样就会导致RANDOMKEY命令执行耗时变长，影响Redis性能。

以上流程，其实是master上执行的。如果在slave上执行RANDOMKEY，那么问题更严重。

slave是不会自己清理过期的key，当一个key要过期时，master会先清理删除它，之后master向slave发送一个DEL命令，告知slave也删除这个key，以此达到主从一致。

假设Redis中存在大量已过期还未来得及清理的key，那么在slave上执行RANDOMKEY时，就会发生一下问题：

1、slave随机取出一个key，判断是否已经过期。

2、key已经过期，但是slave不会删除它，而是继续随机寻找不过期的key

3、由于大量key都已过期，那slave就会找不到符合条件的key，就会进入死循环。

这个Bug直到5.0才被修复，修复方法就是在slave中设置一个最大查找次数，无论找到与否，到了这个最大次数就退出循环。

3.一次线上事故，Redis主从切换导致了缓存雪崩

我们假设，slave的机器时钟比master走的快很多。

此时，Redis master 里设置了过期时间的key，从slave角度来看，可能会有很多在master里没过期，在slave里面已经过期了的数据。

如果此时操作主从切换，把slave提升为新的master，新的master就会开始大量清理过期的key，此时就会导致以下结果：

1、master大量清理过期key，主线程可能会发生阻塞，无法及时处理客户端请求。

2、Redis中数据大量过期，引发缓存雪崩。

所以，我们一定要保证主从库的机器时钟一致，避免发生这些问题。

4.Redis持久化RDB、AOF、混合持久化

Redis持久化分为：RDB、AOF、混合持久化(redis4.0引入)

RDB的实现原理、优缺点

描述：类似于快照。在某个时间点，将 Redis 在内存中的数据库状态(数据库的键值对等信息)保存到磁盘里面。RDB 持久化功能生成的 RDB 文件是经过压缩的二进制文件。

有两个 Redis 命令可以用于生成 RDB 文件，一个是 SAVE，另一个是 BGSAVE。

开启：使用 save point 配置

save 900 1 #900秒内有1个key发生了变化，则触发保存RDB文件
save 300 10 #300秒内有10个key发生了变化，则触发保存RDB文件
save 60 10000 #60秒内有10000个key发生了变化，则触发保存RDB文件

关闭：1)注释掉所有save point 配置可以关闭 RDB 持久化。2)在所有 save point 配置后增加：save ""，该配置可以删除所有之前配置的 save point。

SAVE：生成 RDB 快照文件，但是会阻塞主进程，服务器将无法处理客户端发来的命令请求，所以通常不会直接使用该命令。

BGSAVE：fork 子进程来生成 RDB 快照文件，阻塞只会发生在 fork 子进程的时候，之后主进程可以正常处理请求.

RDB 的优点：1)RDB 文件是是经过压缩的二进制文件，占用空间很小，它保存了 Redis 某个时间点的数据集，很适合用于做备份。 比如说，你可以在最近的 24 小时内，每小时备份一次 RDB 文件，并且在每个月的每一天，也备份一个 RDB 文件。这样的话，即使遇上问题，也可以随时将数据集还原到不同的版本。

2)RDB 非常适用于灾难恢复(disaster recovery)：它只有一个文件，并且内容都非常紧凑，可以(在加密后)将它传送到别的数据中心。

3)RDB 可以最大化 redis 的性能。父进程在保存 RDB 文件时唯一要做的就是 fork 出一个子进程，然后这个子进程就会处理接下来的所有保存工作，父进程无须执行任何磁盘 I/O 操作。

4)RDB 在恢复大数据集时的速度比 AOF 的恢复速度要快。

RDB 的缺点：1)RDB 在服务器故障时容易造成数据的丢失

2)RDB 保存时使用 fork 子进程进行数据的持久化，如果数据比较大的话，fork 可能会非常耗时，造成 Redis 停止处理服务N毫秒。如果数据集很大且 CPU 比较繁忙的时候，停止服务的时间甚至会到一秒。

3)Linux fork 子进程采用的是 copy-on-write 的方式。在 Redis 执行 RDB 持久化期间，如果 client 写入数据很频繁，那么将增加 Redis 占用的内存，最坏情况下，内存的占用将达到原先的2倍。刚 fork 时，主进程和子进程共享内存，但是随着主进程需要处理写操作，主进程需要将修改的页面拷贝一份出来，然后进行修改。极端情况下，如果所有的页面都被修改，则此时的内存占用是原先的2倍。

AOF的实现原理、优缺点

描述：保存 Redis 服务器所执行的所有写操作命令来记录数据库状态，并在服务器启动时，通过重新执行这些命令来还原数据集。

可以通过配置：appendonly yes 开启，使用配置 appendonly no 可以关闭 AOF 持久化

AOF 持久化功能的实现可以分为三个步骤：命令追加、文件写入、文件同步。

appendfsync 参数有三个选项：

1)always：每处理一个命令都将 aof_buf 缓冲区中的所有内容写入并同步到AOF 文件，即每个命令都刷盘。

2)everysec：将 aof_buf 缓冲区中的所有内容写入到 AOF 文件，如果上次同步 AOF 文件的时间距离现在超过一秒钟， 那么再次对 AOF 文件进行同步， 并且这个同步操作是异步的，由一个后台线程专门负责执行，即每秒刷盘1次。

3)no：将 aof_buf 缓冲区中的所有内容写入到 AOF 文件， 但并不对 AOF 文件进行同步， 何时同步由操作系统来决定。即不执行刷盘，让操作系统自己执行刷盘。

• AOF 的优点：1)AOF 比 RDB可靠。你可以设置不同的 fsync 策略：no、everysec 和 always。默认是 everysec，在这种配置下，redis 仍然可以保持良好的性能，并且就算发生故障停机，也最多只会丢失一秒钟的数据。

2)AOF文件是一个纯追加的日志文件。即使日志因为某些原因而包含了未写入完整的命令(比如写入时磁盘已满，写入中途停机等等)， 我们也可以使用 redis-check-aof 工具也可以轻易地修复这种问题。

3)当 AOF文件太大时，Redis 会自动在后台进行重写：重写后的新 AOF 文件包含了恢复当前数据集所需的最小命令集合。整个重写是绝对安全，因为重写是在一个新的文件上进行，同时 Redis 会继续往旧的文件追加数据。当新文件重写完毕，Redis 会把新旧文件进行切换，然后开始把数据写到新文件上

4)AOF 文件有序地保存了对数据库执行的所有写入操作以 Redis 协议的格式保存， 因此 AOF 文件的内容非常容易被人读懂， 对文件进行分析(parse)也很轻松。如果你不小心执行了 FLUSHALL 命令把所有数据刷掉了，但只要 AOF 文件没有被重写，那么只要停止服务器， 移除 AOF 文件末尾的 FLUSHALL 命令， 并重启 Redis ， 就可以将数据集恢复到 FLUSHALL 执行之前的状态。

• AOF 的缺点

1)对于相同的数据集，AOF 文件的大小一般会比 RDB 文件大。

2)根据所使用的 fsync 策略，AOF 的速度可能会比 RDB 慢。通常 fsync 设置为每秒一次就能获得比较高的性能，而关闭 fsync 可以让 AOF 的速度和 RDB 一样快。

生产环境都可以启用，redis启动时如果既有rdb文件，又有aof文件则优先选择aof文件恢复数据，因为aof一般来说数据更安全一点。

混合持久化

通过如下配置开启混合持久化(必须先开启aof)

aof-use-rdb-preamble yes

混合持久化本质是通过 AOF 后台重写(bgrewriteaof 命令)完成的，不同的是当开启混合持久化时，fork 出的子进程先将当前全量数据以 RDB 方式写入新的 AOF 文件，然后再将 AOF 重写缓冲区(aof_rewrite_buf_blocks)的增量命令以 AOF 方式写入到文件，写入完成后通知主进程将新的含有 RDB 格式和 AOF 格式的 AOF 文件替换旧的的 AOF 文件。

优点：结合 RDB 和 AOF 的优点, 更快的重写和恢复。

缺点：AOF 文件里面的 RDB 部分不再是 AOF 格式，可读性差。

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