【JavaGuide面试总结】Redis篇·上

  • 1.Redis 除了做缓存，还能做什么？
  • 2.Redis 可以做消息队列么？
  • 3.如何基于 Redis 实现分布式锁？
  • 4.Redis 常用的数据结构有哪些？
  • 5.String 的应用场景有哪些？
  • 6.String 还是 Hash 存储对象数据更好呢？
  • 7.使用 Redis 实现一个排行榜怎么做？
  • 8.使用 Set 实现抽奖系统需要用到什么命令？
  • 9.使用 Bitmap 统计活跃用户怎么做？
  • 10.使用 HyperLogLog 统计页面 UV 怎么做？


1.Redis 除了做缓存，还能做什么？

  • 分布式锁 ： 通过 Redis 来做分布式锁是一种比较常见的方式。通常情况下，我们都是基于 Redisson 来实现分布式锁。
  • 限流 ：一般是通过 Redis + Lua 脚本的方式来实现限流。
  • 消息队列 ：Redis 自带的 list 数据结构可以作为一个简单的队列使用。Redis 5.0 中增加的 Stream 类型的数据结构更加适合用来做消息队列。它比较类似于 Kafka，有主题和消费组的概念，支持消息持久化以及 ACK 机制。
  • 复杂业务场景 ：通过 Redis 以及 Redis 扩展（比如 Redisson）提供的数据结构，我们可以很方便地完成很多复杂的业务场景比如通过 bitmap 统计活跃用户、通过 sorted set 维护排行榜。

2.Redis 可以做消息队列么？

Redis 5.0 新增加的一个数据结构 Stream 可以用来做消息队列，Stream 支持：

  • 发布 / 订阅模式
  • 按照消费者组进行消费
  • 消息持久化（ RDB 和 AOF）

不过，和专业的消息队列相比，还是有很多欠缺的地方比如消息丢失和堆积问题不好解决。因此，我们通常建议是不使用 Redis 来做消息队列的，你完全可以选择市面上比较成熟的一些消息队列比如RocketMQ、Kafka。

3.如何基于 Redis 实现分布式锁？

在 Redis 中， SETNX 命令是可以帮助我们实现互斥。如果 key 不存在的话，才会设置 key 的值。如果 key 已经存在， SETNX 啥也不做。

SETNX lockKey uniqueValue
(integer) 1
SETNX lockKey uniqueValue
(integer) 0

释放锁的话，直接通过 DEL 命令删除对应的 key 即可。

DEL lockKey
(integer) 1

为了误删到其他的锁，这里我们建议使用 Lua 脚本通过 key 对应的 value（唯一值）来判断。

选用 Lua 脚本是为了保证解锁操作的原子性。因为 Redis 在执行 Lua 脚本时，可以以原子性的方式执行，从而保证了锁释放操作的原子性。

// 释放锁时，先比较锁对应的 value 值是否相等，避免锁的误释放
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end

redis Sorted Set 游戏排行榜 java redis stream java_Redis

4.Redis 常用的数据结构有哪些？

5 种基础数据结构 ：String（字符串）、List（列表）、Set（集合）、Hash（散列）、Zset（有序集合）。

3 种特殊数据结构 ：HyperLogLogs（基数统计）、Bitmap （位存储）、Geospatial (地理位置)。

5.String 的应用场景有哪些？

  • 常规数据（比如 session、token、序列化后的对象）的缓存；
  • 计数比如用户单位时间的请求数（简单限流可以用到）、页面单位时间的访问数；
  • 分布式锁(利用 SETNX key value 命令可以实现一个最简易的分布式锁)；

6.String 还是 Hash 存储对象数据更好呢？

  • String 存储的是序列化后的对象数据，存放的是整个对象。Hash 是对对象的每个字段单独存储，可以获取部分字段的信息，也可以修改或者添加部分字段，节省网络流量。如果对象中某些字段需要经常变动或者经常需要单独查询对象中的个别字段信息，Hash 就非常适合。
  • String 存储相对来说更加节省内存，缓存相同数量的对象数据，String 消耗的内存约是 Hash 的一半。并且，存储具有多层嵌套的对象时也方便很多。如果系统对性能和资源消耗非常敏感的话，String 就非常适合。

在绝大部分情况，我们建议使用 String 来存储对象数据即可！

7.使用 Redis 实现一个排行榜怎么做？

Redis 中有一个叫做 sorted set 的数据结构经常被用在各种排行榜的场景，比如直播间送礼物的排行榜、朋友圈的微信步数排行榜、王者荣耀中的段位排行榜、话题热度排行榜等等。

相关的一些 Redis 命令: ZRANGE (从小到大排序) 、 ZREVRANGE （从大到小排序）、ZREVRANK (指定元素排名)。

8.使用 Set 实现抽奖系统需要用到什么命令？

  • SPOP key count ： 随机移除并获取指定集合中一个或多个元素，适合不允许重复中奖的场景。
  • SRANDMEMBER key count : 随机获取指定集合中指定数量的元素，适合允许重复中奖的场景。

9.使用 Bitmap 统计活跃用户怎么做？

使用日期（精确到天）作为 key，然后用户 ID 为 offset，如果当日活跃过就设置为 1。

初始化数据：

> SETBIT 20210308 1 1
(integer) 0
> SETBIT 20210308 2 1
(integer) 0
> SETBIT 20210309 1 1
(integer) 0

统计 20210308~20210309 总活跃用户数：

> BITOP and desk1 20210308 20210309
(integer) 1
> BITCOUNT desk1
(integer) 1

统计 20210308~20210309 在线活跃用户数：

> BITOP or desk2 20210308 20210309
(integer) 1
> BITCOUNT desk2
(integer) 2

10.使用 HyperLogLog 统计页面 UV 怎么做？

将访问指定页面的每个用户 ID 添加到 HyperLogLog 中。

PFADD PAGE_1:UV USER1 USER2 ...... USERn

统计指定页面的 UV。

PFCOUNT PAGE_1:UV