Redis八股文

一.基于redis实现限流功能，有哪几种方式？

1.限流

一段时间内，某行为允许操作的最大次数

2.限流类型

截断限流，固定时间窗口限流，固定窗口内的行为统计，

实现方式:

set limits 0 nx ex 10

incr limits

滑动时间窗口限流，滑动窗口行为统计，解决窗口间统计异常，容量固定的，速率也是固定的

实现方式:

zadd limits now now

zremrangebyscore limits 0 period

zcard limits

expire limits 10

-- KEYS[1]: 限流key
-- ARGV[1]: 当前时间戳
-- ARGV[2]: 窗口大小（秒）
-- ARGV[3]: 最大请求数redis.call('ZREMRANGEBYSCORE', KEYS[1], 0, ARGV[1] - ARGV[2])
redis.call('ZADD', KEYS[1], ARGV[1], ARGV[1])
local count = redis.call('ZCARD', KEYS[1])
if count > tonumber(ARGV[3]) thenreturn 0 -- 被限流
elsereturn 1 -- 允许通过
end

漏斗限流，初始容量，操作数，时间，步伐（更加细致的限流） redis-cell扩展实现

令牌桶限流，

二.redis为什么是单线程？这里的单线程是什么？为什么这么快？

1.redis是不是单线程

redis-server

所有命令处理

网络事件监听

bio-close-file

异步关闭文件

bio-aof-fsync

异步aof刷盘

bio-lazy-free

异步清理大内存

jemalloc-bg-threads

jemalloc后台线程

io-threads

io线程 read/write decode encode

2.这里的单线程是指什么？

命令处理流程在一个线程中处理的

3.redis为什么是单线程

redis不是CPU密集型，内存型数据库

为什么redis在redis-server中是单线程如果采用多线程有什么后果

加锁复杂，不会控制锁的粒度，多个数据类型（string list hash set zset），每个对象有多种数据结构实现，频繁的cpu上下文切换抵消了多线程的优点

单线程的局限：

不能有耗时操作，redis需要响应性能

4.单线程为什么这么快

内存数据库&&高效的数据结构

reactor网络模型 io多路复用 非阻塞io

做了哪些优化

耗时阻塞的操作，另起线程处理

异步关闭大文件

异步释放大内存

异步aof刷盘

io多线程等等。。。。。。。。。。。。

三.redis怎么实现分布式锁？有哪些缺陷？

1.分布式锁

高可用的问题，锁是一种资源

获取锁和释放锁必须为一个对象，需要记录持锁的对象

互斥：确保只有一个对象持有

扩展：怎么获知锁释放 ----怎么获知锁释放---非公平锁/公平锁

是否允许同一个对象多次获取锁 ----重入锁/非重入锁

2.redis怎么实现分布式锁

生成唯一标识value（通常用UUID），用于标识本次加锁的请求

使用redis命令尝试加锁

set lock_key value NX PX timeout

lock_key是锁的名字

value是上一步生成的唯一标识符

NX 保证只有key不存在的时候才能加锁

PX timeout 设置锁的过期时间，防止死锁

判断加锁结果

如果返回OK，说明加锁成功，用户获得锁

如果返回nil，说明锁已经被其他用户获取

执行业务逻辑

客户端获得锁后，执行需要保护的临界区代码

释放锁

释放锁时，需要判断当前锁是否是自己加的（即 value 是否一致），防止误删他人锁。通常用 Lua 脚本保证原子性：
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] thenreturn redis.call("del", KEYS[1])
elsereturn 0
end
这样只有持有锁的客户端才能释放锁。

异常处理
如果客户端在持有锁期间崩溃，锁会因为超时自动释放，避免死锁。

3.redis怎么做到高可用的

主从复制（Replication）
Redis 支持一主多从架构，主节点负责写操作，从节点负责读操作。当主节点数据发生变化时，会自动同步到从节点。这样即使主节点宕机，从节点也能提供数据服务。

哨兵模式（Sentinel）
Redis Sentinel 是官方提供的高可用解决方案。它可以自动监控主节点和从节点的状态，当主节点宕机时，Sentinel 会自动将某个从节点提升为新的主节点，并通知客户端更新主节点地址，实现自动故障转移。

集群模式（Cluster）
Redis Cluster 支持数据分片和多主节点，每个节点保存部分数据和备份。即使部分节点宕机，集群仍能继续提供服务，提升了可用性和扩展性。

总结：

Redis 通过主从复制、哨兵模式和集群模式，实现了高可用和自动故障转移，保证了服务的稳定性和可靠性。