1. 為啥在項目里要用緩存呢
用緩存，主要是倆用途，高性能和高並發
高性能
高並發
2.介紹
Redis 是一個開源的使用 ANSI C 語言編寫、遵守 BSD 協議、支持網絡、可基於內存亦可持久化的日志型、Key-Value 數據庫，並提供多種語言的 API的非關系型數據庫。
傳統數據庫（關系型數據庫）遵循 ACID 規則。而 Nosql（非關系型數據庫）（Not Only SQL 的縮寫，是對不同於傳統的關系型數據庫的數據庫管理系統的統稱） 一般為分布式，而分布式一般遵循 CAP 定理。
CAP理論
C:consistency(一致性)
A:avalibility(可用性)
P:Partition(分區)-tolerence to partition(分區容忍度)
分區：一個分布式系統，網絡不通訊，導致連接不通，系統被分割成幾個數據區域
原因：數據不連通了，產生數據分區
影響：
查還好一點
數據修改時，必須要求數據一致--加鎖，實現數據一致性【需求要求數據一致性】
數據修改時，可以數據不一致--不用加鎖【需求不要求數據一致性】
分區容忍度
數據的一致性要求高，容忍度高，加鎖
數據的一致性要求低，容忍度低，可以不加鎖
預期結果，保持數據的一致
可用性
請求在一定時間段內都應該有響應
為了解決鎖一直加着
CP理論：【一致性+分區】數據的一致性要求高-加鎖
AP理論：【可用性+分區】數據的一致性要求低-不加鎖
CAP總結
分區是常態，可不避免，三者不可共存
可用性和一致性是一對冤家
一致性高，可用性低
一致性低，可用性高
3. 為什么說redis能夠快速執行
- 絕大部分請求是純粹的內存操作（非常快速）
- 采用單線程,避免了不必要的上下文切換和競爭條件
- 非阻塞IO - IO多路復用
4. Redis支持的數據類型？
String字符串：
格式: set key value
string類型是二進制安全的。意思是redis的string可以包含任何數據。比如jpg圖片或者序列化的對象 。
string類型是Redis最基本的數據類型，一個鍵最大能存儲512MB。
Hash（哈希）
key=150
value={
“id”: 150,
“name”: “zhangsan”,
“age”: 20
}
hash類的數據結構，主要是用來存放一些對象，把一些簡單的對象給緩存起來，后續操作的時候，你可以直接僅僅修改這個對象中的某個字段的值
格式: hmset name key1 value1 key2 value2
Redis hash 是一個鍵值(key=>value)對集合。
Redis hash是一個string類型的field和value的映射表，hash特別適合用於存儲對象。
List（列表）
key=某大v
value=[zhangsan, lisi, wangwu]
比如可以通過list存儲一些列表型的數據結構，類似粉絲列表了、文章的評論列表了之類的東西
Redis 列表是簡單的字符串列表，按照插入順序排序。你可以添加一個元素到列表的頭部（左邊）或者尾部（右邊）
格式: lpush name value
在 key 對應 list 的頭部添加字符串元素
格式: rpush name value
在 key 對應 list 的尾部添加字符串元素
格式: lrem name index
key 對應 list 中刪除 count 個和 value 相同的元素
格式: llen name
返回 key 對應 list 的長度
Set（集合）
可以基於set玩兒交集、並集、差集的操作，比如交集吧，可以把兩個人的粉絲列表整一個交集，看看倆人的共同好友是誰
格式: sadd name value
Redis的Set是string類型的無序集合。
集合是通過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的復雜度都是O(1)。
zset(sorted set：有序集合)
格式: zadd name score value
Redis zset 和 set 一樣也是string類型元素的集合,且不允許重復的成員。
不同的是每個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是通過分數來為集合中的成員進行從小到大的排序。
zset的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重復。
比如說你要是想根據時間對數據排序，那么可以寫入進去的時候用某個時間作為分數，人家自動給你按照時間排序了
排行榜：將每個用戶以及其對應的什么分數寫入進去，zadd board score username，接着zrevrange board 0 99，就可以獲取排名前100的用戶；zrank board username，可以看到用戶在排行榜里的排名
5.什么是Redis持久化？Redis有哪幾種持久化方式？優缺點是什么？
持久化就是把內存的數據寫到磁盤中去，防止服務宕機了內存數據丟失。
Redis 提供了兩種持久化方式:RDB（默認） 和AOF RDB內存快照和AOF日志文件
RDB（快照的方式）：
生成一個文件，便於復制，移動，性能比較好
rdb是Redis DataBase縮寫
功能核心函數rdbSave(生成RDB文件)和rdbLoad（從文件加載內存）兩個函數
AOF:
Aof是Append-only file縮寫
每當執行服務器(定時)任務或者函數時flushAppendOnlyFile 函數都會被調用， 這個函數執行以下兩個工作
aof寫入保存：
WRITE：根據條件，將 aof_buf 中的緩存寫入到 AOF 文件
SAVE：根據條件，調用 fsync 或 fdatasync 函數，將 AOF 文件保存到磁盤中。
存儲結構:
內容是redis通訊協議(RESP )格式的命令文本存儲。
比較：
1、aof文件比rdb更新頻率高，優先使用aof還原數據。
2、aof比rdb更安全也更大
3、rdb性能比aof好
4、如果兩個都配了優先加載AOF
6. redis的底層數據結構
redis底層有6種數據結構，分別是簡單動態字符串(SDS),鏈表，字典，跳躍表，整數集合，壓縮列表。
跳躍表
Redis使用跳躍表作為有序集合鍵的底層實現之一，若一個有序集合包含的元素數量比較多，或者有序集合中的成員是比較長的字符串時，Redis就會使用跳躍表來作為有序集合鍵的底層實現。
有序集合使用兩種數據結構來實現，從而可以使插入和刪除操作達到O(log(N))的時間復雜度。這兩種數據結構是哈希表和跳躍表。向哈希表添加元素，用於將成員對象映射到分數；同時將該元素添加到跳躍表，以分數進行排序。
和鏈表、字典等數據結構被廣泛地應用在Redis內部不同，Redis只在兩個地方用到了跳躍表，一個是實現有序集合鍵，另一個是在集群結點中用作內部數據結構。除此之外，跳躍表在Redis里面沒有其他用途。
跳躍表（skiplist）是一種有序數據結構，它通過在每個節點中維持多個指向其他節點的指針，從而達到快速訪問節點的目的。跳躍表是一種隨機化的數據,跳躍表以有序的方式在層次化的鏈表中保存元素，效率和平衡樹媲美 ——查找、刪除、添加等操作都可以在對數期望時間下完成，並且比起平衡樹來說，跳躍表的實現要簡單直觀得多。
Redis 只在兩個地方用到了跳躍表，一個是實現有序集合鍵，另外一個是在集群節點中用作內部數據結構。
跳躍表的定義
我們先來看一下一整個跳躍表的完整結構：
Redis 的跳躍表 主要由兩部分組成：zskiplist（鏈表）和zskiplistNode （節點）
7.使用redis有哪些好處？
(1) 速度快，因為數據存在內存中，類似於HashMap，HashMap的優勢就是查找和操作的時間復雜度都是O(1)
(2)支持豐富數據類型，支持string，list，set，sorted set，hash
(3) 支持事務，操作都是原子性，所謂的原子性就是對數據的更改要么全部執行，要么全部不執行
(4) 豐富的特性：可用於緩存，消息，按key設置過期時間，過期后將會自動刪除
8.redis的淘汰機制
Redis提供了下面幾種淘汰策略供用戶選擇，其中默認的策略為noeviction策略：
· noeviction：當內存使用達到閾值的時候，所有引起申請內存的命令會報錯。
· allkeys-lru：在主鍵空間中，優先移除最近未使用的key。
· volatile-lru：在設置了過期時間的鍵空間中，優先移除最近未使用的key。
· allkeys-random：在主鍵空間中，隨機移除某個key。
· volatile-random：在設置了過期時間的鍵空間中，隨機移除某個key。
· volatile-ttl：在設置了過期時間的鍵空間中，具有更早過期時間的key優先移除。
9.Master&Slave是什么？
也就是我們所說的主從復制，主機數據更新后根據配置和策略，自動同步到備機
的master/slaver機制，Master以寫為主，Slave以讀為主。
它能干嘛
1、讀寫分離；
2、容災恢復
哨兵監控
當master出現問題后，獎slaver切換為master
10. redis常見性能問題和解決方案
(1) Master最好不要做任何持久化工作，如RDB內存快照和AOF日志文件
(2) 如果數據比較重要，某個Slave開啟AOF備份數據，策略設置為每秒同步一次
(3) 為了主從復制的速度和連接的穩定性，Master和Slave最好在同一個局域網內
(4) 盡量避免在壓力很大的主庫上增加從庫
(5) 主從復制不要用圖狀結構，用單向鏈表結構更為穩定，即：Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3…
這樣的結構方便解決單點故障問題，實現Slave對Master的替換。如果Master掛了，可以立刻啟用Slave1做Master，其他不變。
11.redis包含三種集群策略
1.主從復制: 在主從復制中，數據庫分為倆類，主數據庫(master)和從數據庫(slave)。
其中主從復制有如下特點：
1.1. 主數據庫可以進行讀寫操作，當讀寫操作導致數據變化時會自動將數據同步給從數據庫
1.2. 從數據庫一般都是只讀的，並且接收主數據庫同步過來的數據
1.3. 一個master可以擁有多個slave，但是一個slave只能對應一個master、
主從復制工作機制
當slave啟動后，主動向master發送SYNC命令。master接收到SYNC命令后在后台保存快照（RDB持久化）和緩存保存快照這 段時間的命令，然后將保存的快照文件和緩存的命令發送給slave。slave接收到快照文件和命令后加載快照文件和緩存的執行命令。
12. Redis 有哪些架構模式？講講各自的特點
單機版
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特點：簡單
問題：
1、內存容量有限 2、處理能力有限 3、無法高可用。
主從復制
Redis 的復制（replication）功能允許用戶根據一個 Redis 服務器來創建任意多個該服務器的復制品，其中被復制的服務器為主服務器（master），而通過復制創建出來的服務器復制品則為從服務器（slave）。 只要主從服務器之間的網絡連接正常，主從服務器兩者會具有相同的數據，主服務器就會一直將發生在自己身上的數據更新同步 給從服務器，從而一直保證主從服務器的數據相同。
特點：
1、master/slave 角色
2、master/slave 數據相同
3、降低 master 讀壓力在轉交從庫
問題：
無法保證高可用
沒有解決 master 寫的壓力
哨兵
Redis sentinel 是一個分布式系統中監控 redis 主從服務器，並在主服務器下線時自動進行故障轉移。其中三個特性：
監控（Monitoring）： Sentinel 會不斷地檢查你的主服務器和從服務器是否運作正常。
提醒（Notification）： 當被監控的某個 Redis 服務器出現問題時， Sentinel 可以通過 API 向管理員或者其他應用程序發送通知。
自動故障遷移（Automatic failover）： 當一個主服務器不能正常工作時， Sentinel 會開始一次自動故障遷移操作。
特點：
1、保證高可用
2、監控各個節點
3、自動故障遷移
缺點：主從模式，切換需要時間丟數據
沒有解決 master 寫的壓力
集群（proxy 型）：
Twemproxy 是一個 Twitter 開源的一個 redis 和 memcache 快速/輕量級代理服務器； Twemproxy 是一個快速的單線程代理程序，支持 Memcached ASCII 協議和 redis 協議。
特點：
1、多種 hash 算法：MD5、CRC16、CRC32、CRC32a、hsieh、murmur、Jenkins
2、支持失敗節點自動刪除
3、后端 Sharding 分片邏輯對業務透明，業務方的讀寫方式和操作單個 Redis 一致
缺點：增加了新的 proxy，需要維護其高可用。
failover 邏輯需要自己實現，其本身不能支持故障的自動轉移可擴展性差，進行擴縮容都需要手動干預
集群（直連型）：
從redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群，Redis-Cluster采用無中心結構，每個節點保存數據和整個集群狀態,每個節點都和其他所有節點連接。
特點：
1、無中心架構（不存在哪個節點影響性能瓶頸），少了 proxy 層。
2、數據按照 slot 存儲分布在多個節點，節點間數據共享，可動態調整數據分布。
3、可擴展性，可線性擴展到 1000 個節點，節點可動態添加或刪除。
4、高可用性，部分節點不可用時，集群仍可用。通過增加 Slave 做備份數據副本
5、實現故障自動 failover，節點之間通過 gossip 協議交換狀態信息，用投票機制完成 Slave到 Master 的角色提升。
缺點：
1、資源隔離性較差，容易出現相互影響的情況。
2、數據通過異步復制,不保證數據的強一致性
13. 使用過Redis分布式鎖么，它是怎么實現的？
先拿setnx來爭搶鎖，搶到之后，再用expire給鎖加一個過期時間防止鎖忘記了釋放。
如果在setnx之后執行expire之前進程意外crash或者要重啟維護了，那會怎么樣？
set指令有非常復雜的參數，這個應該是可以同時把setnx和expire合成一條指令來用的！
緩存雪崩和緩存穿透問題解決方案
緩存雪崩
簡介：緩存同一時間大面積的失效，所以，后面的請求都會落到數據庫上，造成數據庫短時間內承受大量請求而崩掉。解決辦法（中華石杉老師在他的視頻中提到過，視頻地址在最后一個問題中有提到）：
* 事前：盡量保證整個 redis 集群的高可用性，發現機器宕機盡快補上。選擇合適的內存淘汰策略。
* 事中：本地ehcache緩存 + hystrix限流&降級，避免MySQL崩掉
* 事后：利用 redis 持久化機制保存的數據盡快恢復緩存
緩存穿透
簡介：一般是黑客故意去請求緩存中不存在的數據，導致所有的請求都落到數據庫上，造成數據庫短時間內承受大量請求而崩掉。解決辦法： 有很多種方法可以有效地解決緩存穿透問題，最常見的則是采用布隆過濾器，將所有可能存在的數據哈希到一個足夠大的bitmap中，一個一定不存在的數據會被 這個bitmap攔截掉，從而避免了對底層存儲系統的查詢壓力。另外也有一個更為簡單粗暴的方法（我們采用的就是這種），如果一個查詢返回的數據為空（不管是數 據不存在，還是系統故障），我們仍然把這個空結果進行緩存，但它的過期時間會很短，最長不超過五分鍾。
如何解決 Redis 的並發競爭 Key 問題
所謂 Redis 的並發競爭 Key 的問題也就是多個系統同時對一個 key 進行操作，但是最后執行的順序和我們期望的順序不同，這樣也就導致了結果的不同！
推薦一種方案：分布式鎖（zookeeper 和 redis 都可以實現分布式鎖）。（如果不存在 Redis 的並發競爭 Key 問題，不要使用分布式鎖，這樣會影響性能）
基於zookeeper臨時有序節點可以實現的分布式鎖。大致思想為：每個客戶端對某個方法加鎖時，在zookeeper上的與該方法對應的指定節點的目錄下，生成一個唯一的瞬時有序節點。 判斷是否獲取鎖的方式很簡單，只需要判斷有序節點中序號最小的一個。 當釋放鎖的時候，只需將這個瞬時節點刪除即可。同時，其可以避免服務宕機導致的鎖無法釋放，而產生的死鎖問題。完成業務流程后，刪除對應的子節點釋放鎖。
在實踐中，當然是從以可靠性為主。所以首推Zookeeper。
如何保證緩存與數據庫雙寫時的數據一致性?
你只要用緩存，就可能會涉及到緩存與數據庫雙存儲雙寫，你只要是雙寫，就一定會有數據一致性的問題，那么你如何解決一致性問題？
一般來說，就是如果你的系統不是嚴格要求緩存+數據庫必須一致性的話，緩存可以稍微的跟數據庫偶爾有不一致的情況，最好不要做這個方案，讀請求和寫請求串行化，串到一個內存隊列里去，這樣就可以保證一定不會出現不一致的情況
串行化之后，就會導致系統的吞吐量會大幅度的降低，用比正常情況下多幾倍的機器去支撐線上的一個請求。
14. Springboot與redis的使用
1.
<!-- 引入redis依賴 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
2.
然后，資源配置文件application.yml（或properties）中加入redis相關配置：
spring:
redis:
#redis數據庫地址
host: localhost
port: 6379
password: root
timeout: 1000
#redis數據庫索引，默認0
database: 1
3.
這里我們引入了StringRedisTemplate類，這個類也是Java中整合Redis主要使用的操作類。這里首先使用MyBatis向數據庫添加一條user數據，如果添加成功，則使用StringRedisTemplate中的opsForValue.set()方法，將該user數據Json格式化后添加到Redis數據庫中，以"user : "+該user的id屬性值作為鍵
BoundHashOperations<String, Object, Object> hashOperations = this.stringRedisTemplate.boundHashOps(KEY_PREFIX);
//判斷是否存在此K值
if (hashOperations.hasKey(KEY_PREFIX)) {
hashOperations.delete(KEY_PREFIX);
}
seckillGoods.forEach(goods -> hashOperations.put(goods.getSkuId().toString(), goods.getStock().toString()));
}
redisTemplate.opsForValue().set("user : "+user.getUserId(), JsonUtils.objectToJson(user))
redisTemplate.opsForValue().get("user : "+userId)
15.Redis相比memcached有哪些優勢？
(1) memcached所有的值均是簡單的字符串，redis作為其替代者，支持更為豐富的數據類型
(2) redis的速度比memcached快很多
(3) redis可以持久化其數據
(4)Redis支持數據的備份，即master-slave模式的數據備份。