Redis面试题, 如果 redis 扛不住了怎么办?

Step 1

Q:: 如果 Redis 扛不住了怎么办？

A:: 如果 Redis 的负载过高，出现性能瓶颈或无法处理当前的请求量，可以考虑以下几个解决方案：

1. 增加 Redis 实例：通过增加 Redis 实例来分担负载，例如使用 Redis 集群，将数据分布到多个节点上。

2. 使用持久化机制：开启 RDB 或 AOF 持久化，确保数据能够在 Redis 崩溃时恢复。

3. 优化数据结构和查询：尽量使用 Redis 提供的合适数据结构，减少复杂的操作，降低 Redis 的 CPU 和内存占用。

4. 水平扩展：采用分布式缓存架构，将缓存层扩展到多个服务器上，使用分片或一致性哈希策略分布请求。

5. 降级策略：在 Redis 扛不住时，考虑适当的服务降级，比如直接从数据库读取数据，或者返回一个缓存过期的值。

6. 合理设置过期时间：为缓存数据设置合理的过期时间，避免缓存雪崩。

7. 监控和告警：使用监控工具（如 Redis 的内置监控命令 INFO，或者外部工具如 Prometheus、Grafana）实时监控 Redis 的性能指标，及时处理问题。

Step 2

Q:: Redis 持久化机制有哪些？

A:: Redis 提供了两种持久化机制：

1. **RDB (Redis Database Backup)**：RDB 通过快照的方式，将当前的内存数据定时保存到磁盘上。它的优点是备份文件小，恢复速度快，适用于数据量大但对实时性要求不高的场景。缺点是可能会丢失最后一次快照后的数据。

2. **AOF (Append-Only File)**：AOF 通过将每次写操作追加到日志文件中来实现持久化。优点是数据丢失量少，可以通过设置同步策略（always、everysec、no）来调整性能与数据安全的平衡。缺点是文件比 RDB 大，恢复速度慢。

Step 3

Q:: Redis 集群是如何工作的？

A:: Redis 集群通过分片的方式将数据分布在多个节点上，每个节点只存储部分数据。Redis 集群没有中心节点，所有节点都彼此连接，且每个节点都可以接受客户端的请求。

在 Redis 集群中，数据通过哈希槽（hash slot）分配到不同的节点上。Redis 默认使用 CRC16 算法计算键的哈希值，并将其映射到 16384 个槽中。每个节点负责一部分槽，客户端在连接 Redis 集群时，会自动被重定向到相应的节点。

Redis 集群还具备自动故障转移功能，如果某个节点宕机，集群中的其他节点会自动将其标记为下线并转移其数据。

Step 4

Q:: Redis 如何处理缓存穿透？

A:: 缓存穿透是指查询一个不存在的数据，导致每次查询都落在数据库上，而不是缓存。应对缓存穿透的策略有：

1. 缓存空值：对于查询结果为空的请求，也将空值缓存起来，设定短时间的过期时间。

2. 布隆过滤器：在缓存之前加入布隆过滤器，过滤掉不可能存在的数据请求，减少数据库查询压力。

Step 5

Q:: 如何防止 Redis 缓存雪崩？

A:: 缓存雪崩是指大量缓存同时失效，导致所有请求都打到数据库上，可能引发数据库崩溃。防止缓存雪崩的措施包括：

1. 设置不同的过期时间：对缓存的 key 设置随机的过期时间，避免大量 key 在同一时间失效。

2. 使用缓存预热：在系统启动时，提前加载部分热点数据到缓存中。

3. 加锁或队列：在缓存失效时，对数据库访问进行限流或排队处理，避免瞬时大量请求涌入数据库。