Java-中间件-1

1. Redis

1.1 Redis可以用来做什么？

参考答案

1. Redis最常用来做缓存，是实现分布式缓存的首先中间件；
2. Redis可以作为数据库，实现诸如点赞、关注、排行等对性能要求极高的互联网需求；
3. Redis可以作为计算工具，能用很小的代价，统计诸如PV/UV、用户在线天数等数据；
4. Redis还有很多其他的使用场景，例如：可以实现分布式锁，可以作为消息队列使用。

1.2 Redis和传统的关系型数据库有什么不同？

参考答案

Redis是一种基于键值对的NoSQL数据库，而键值对的值是由多种数据结构和算法组成的。Redis的数据都存储于内存中，因此它的速度惊人，读写性能可达10万/秒，远超关系型数据库。

关系型数据库是基于二维数据表来存储数据的，它的数据格式更为严谨，并支持关系查询。关系型数据库的数据存储于磁盘上，可以存放海量的数据，但性能远不如Redis。

1.3 Redis有哪些数据类型？

参考答案

1. Redis支持5种核心的数据类型，分别是字符串、哈希、列表、集合、有序集合；
2. Redis还提供了Bitmap、HyperLogLog、Geo类型，但这些类型都是基于上述核心数据类型实现的；
3. Redis在5.0新增加了Streams数据类型，它是一个功能强大的、支持多播的、可持久化的消息队列。

1.4 Redis是单线程的，为什么还能这么快？

参考答案

1. 对服务端程序来说，线程切换和锁通常是性能杀手，而单线程避免了线程切换和竞争所产生的消耗；
2. Redis的大部分操作是在内存上完成的，这是它实现高性能的一个重要原因；
3. Redis采用了IO多路复用机制，使其在网络IO操作中能并发处理大量的客户端请求，实现高吞吐率。

关于Redis的单线程架构实现，如下图：

1.5 Redis在持久化时fork出一个子进程，这时已经有两个进程了，怎么能说是单线程呢？

参考答案

Redis是单线程的，主要是指Redis的网络IO和键值对读写是由一个线程来完成的。而Redis的其他功能，如持久化、异步删除、集群数据同步等，则是依赖其他线程来执行的。所以，说Redis是单线程的只是一种习惯的说法，事实上它的底层不是单线程的。

1.6 set和zset有什么区别？

参考答案

set：

• 集合中的元素是无序、不可重复的，一个集合最多能存储232-1个元素；
• 集合除了支持对元素的增删改查之外，还支持对多个集合取交集、并集、差集。

zset：

• 有序集合保留了集合元素不能重复的特点；
• 有序集合会给每个元素设置一个分数，并以此作为排序的依据；
• 有序集合不能包含相同的元素，但是不同元素的分数可以相同。

1.7 说一下Redis中的watch命令

参考答案

很多时候，要确保事务中的数据没有被其他客户端修改才执行该事务。Redis提供了watch命令来解决这类问题，这是一种乐观锁的机制。客户端通过watch命令，要求服务器对一个或多个key进行监视，如果在客户端执行事务之前，这些key发生了变化，则服务器将拒绝执行客户端提交的事务，并向它返回一个空值。

1.8 说说Redis中List结构的相关操作

参考答案

列表是线性有序的数据结构，它内部的元素是可以重复的，并且一个列表最多能存储2^32-1个元素。列表包含如下的常用命令：

• lpush/rpush：从列表的左侧/右侧添加数据；
• lrange：指定索引范围，并返回这个范围内的数据；
• lindex：返回指定索引处的数据；
• lpop/rpop：从列表的左侧/右侧弹出一个数据；
• blpop/brpop：从列表的左侧/右侧弹出一个数据，若列表为空则进入阻塞状态。

1.9 你要如何设计Redis的过期时间？

参考答案

1. 热点数据不设置过期时间，使其达到“物理”上的永不过期，可以避免缓存击穿问题；
2. 在设置过期时间时，可以附加一个随机数，避免大量的key同时过期，导致缓存雪崩。

1.10 Redis中，sexnx命令的返回值是什么，如何使用该命令实现分布式锁？

参考答案

setnx命令返回整数值，当返回1时表示设置值成果，当返回0时表示设置值失败（key已存在）。

一般我们不建议直接使用setnx命令来实现分布式锁，因为为了避免出现死锁，我们要给锁设置一个自动过期时间。而setnx命令和设置过期时间的命令不是原子的，可能加锁成果而设置过期时间失败，依然存在死锁的隐患。对于这种情况，Redis改进了set命令，给它增加了nx选项，启用该选项时set命令的效果就会setnx一样了。

采用Redis实现分布式锁，就是在Redis里存一份代表锁的数据，通常用字符串即可。采用改进后的setnx命令（即命令）实现分布式锁的