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一、Redis介紹
Redis是一個(gè)開源的內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，它可以用作數(shù)據(jù)庫、緩存和消息中間件。Redis可以在內(nèi)存中存儲鍵值對，支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并提供多種持久化選項(xiàng)。Redis第一次發(fā)布于2009年，由意大利的Salvatore Sanfilippo開發(fā)，后被VMware贊助。Redis是一個(gè)非常受歡迎的NoSQL數(shù)據(jù)庫，已被廣泛應(yīng)用于Web應(yīng)用程序、移動(dòng)應(yīng)用程序、游戲等領(lǐng)域。
二、Redis面試題
1. Redis中支持的數(shù)據(jù)類型有哪些？
答：字符串String、哈希Hash、列表List、集合Set、有序集合Sorted Set。
2. Redis中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有哪些？
答：String(字符串)、List(列表)、Hash(哈希)、Set(集合)、Sorted Set(有序集合)。
3. Redis的持久化方式有哪些？
答：Redis的持久化方式有兩種：a) RDB持久化，可以將數(shù)據(jù)異步保存到磁盤上；b) AOF持久化，每當(dāng)對Redis進(jìn)行修改時(shí)，Redis就會將修改操作記錄下來，重新啟動(dòng)Redis時(shí)，利用AOF文件進(jìn)行恢復(fù)。
4. Redis中的事務(wù)是什么？
答：Redis中的事務(wù)是指Redis事務(wù)的MULTI/EXEC命令，該命令可以將多個(gè)命令打包為一個(gè)事務(wù)，這些命令會一起執(zhí)行，要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行。
5. Redis中的發(fā)布訂閱是什么？
答：Redis中的發(fā)布訂閱是一種消息通信模式，消息的發(fā)送者(Publisher)將消息發(fā)送到頻道(Channel)，訂閱者(Subscriber)可以從頻道獲取到消息。
6. Redis中的緩存穿透是什么？
答：緩存穿透是指訪問不存在的緩存數(shù)據(jù)，這就導(dǎo)致了訪問數(shù)據(jù)庫。為了避免緩存穿透，可以在緩存中存儲一個(gè)null對象或者一個(gè)占位符KEY值。
7. Redis中的緩存擊穿是什么？
答：緩存擊穿是指一個(gè)key對應(yīng)的數(shù)據(jù)在緩存中不存在，但是在數(shù)據(jù)庫中存在，這時(shí)會大量請求同時(shí)訪問數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫壓力過大。為了避免緩存擊穿，可以采用分布式鎖、預(yù)熱等方式。
三、Redis系列：紅鎖
在分布式環(huán)境下，如何保證互斥操作是一個(gè)很重要的問題。Redis中常常采用鎖來保證互斥操作。然而，當(dāng)集群中所有Redis節(jié)點(diǎn)同時(shí)失去聯(lián)系時(shí)，分布式鎖也會失效。Redis社區(qū)根據(jù)這個(gè)問題提出了Redlock分布式鎖解決方案，該方案保證在大多數(shù)Redis節(jié)點(diǎn)能夠正常運(yùn)行的情況下，分布式鎖能夠起作用。
1. 紅鎖基本思想
紅鎖的基本思想是利用多個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)的 加鎖/解鎖操作 通知所有其他節(jié)點(diǎn)。對于一把鎖，如果一個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)成功地將其加鎖，那么對應(yīng)其他節(jié)點(diǎn)不能將它加鎖；反過來，如果一個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)成功地將其解鎖，那么對應(yīng)其他節(jié)點(diǎn)同樣不應(yīng)該將其解鎖。
因此，在Redis加鎖的過程中，我們需要獲取多個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)的同意。如果一個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)成功地將鎖加入了至少N/2+1個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)中，那么該鎖被認(rèn)為是被成功地加入到了Redis集群中。
2. Redis紅鎖實(shí)現(xiàn)
在Redis中，我們可以使用SETNX命令來運(yùn)用紅鎖算法。SETNX命令可以將一個(gè)字符串類型的值賦給一個(gè)Key，如果該Key不存在，則將該值賦給Key，并返回1。如果該Key存在，則返回0。
我們可以利用SETNX命令來實(shí)現(xiàn)紅鎖算法。在加鎖的操作中，我們可以利用SETNX命令在一定時(shí)間內(nèi)為Key賦值。當(dāng)SETNX命令返回1時(shí)表示鎖被獲取，當(dāng)SETNX命令返回0時(shí)表示鎖已經(jīng)被其他客戶端持有。
在解鎖的操作中，我們可以利用DEL命令將Key刪除，這樣其他客戶端在該Key不存在的情況下就可以獲取鎖了。
下面是一個(gè)示例代碼：
“`python
import redis
import time
class RedisLock():
# 連接redis
def __init__(self):
pool = redis.ConnectionPool(host=’127.0.0.1′, port=6379, db=0)
self.r = redis.Redis(connection_pool=pool)
# 加鎖
def lock(self, key, timeout=10):
# 當(dāng)前時(shí)間
starttime = int(time.time())
# 設(shè)置過期時(shí)間，避免死鎖
endtime = starttime + timeout + 1
# 嘗試加鎖
while True:
if self.r.setnx(key, endtime):
# 成功加鎖，返回加鎖時(shí)間
return endtime
else:
# 獲取redis中的時(shí)間
oldttl = self.r.ttl(key)
# 如果鎖已過期
if not oldttl:
if self.r.getset(key, endtime):
return endtime
else:
continue
# 如果鎖未過期，等待
time.sleep(1)
# 解鎖
def unlock(self, key, locktime):
# 判斷鎖是否存在和鎖的時(shí)間是否一致，防止解鎖錯(cuò)誤
if self.r.exists(key) and self.r.get(key) == locktime:
self.r.delete(key)
四、總結(jié)
本文介紹了Redis的基本使用以及Redis面試題，同時(shí)還講解了一個(gè)非常實(shí)用的分布式鎖方案：Redis紅鎖。紅鎖算法是目前比較完整的Redis分布式鎖解決方案之一，可以有效地解決分布式鎖失效的問題。通過本文的學(xué)習(xí)，可以讓程序員更深入地了解Redis，為實(shí)際開發(fā)工作提供更好的幫助。
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