什么是Redis？

Redis是一种基于内存的NoSQL数据库，对数据的读写都在内存中完成，因此读写的速度非常快，Redis常用于缓存、消息队列、分布式锁等场景。

Redis支持多种数据类型，如String（字符串）、Hash（哈希）、List（列表）、set（集合）、zset（有序集合）、Bitmaps（位图）、HyperLogLog（基数统计）、GEO（地理信息）、Stream（流）等。并且Redis对数据的操作都是原子性的，采用单线程执行命令，不存在并发的问题。除此之外，Redis 还支持事务 、持久化、Lua 脚本、多种集群方案（主从复制模式、哨兵模式、切片机群模式）、发布/订阅模式，内存淘汰机制、过期删除机制等

Redis 和 Memcached 有什么区别？

Redis 和 Memcached都是基于内存的数据库，一般都当作缓存使用、都有过期策略且两者的性能都非常高。那为什么我们一般都选择Redis做数据缓存呢？

  • Redis 支持的数据类型更丰富（String、Hash、List、Set、ZSet），而 Memcached 只支持最简单的 key-value 数据类型；
  • Redis 支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用，而 Memcached 不支持数据的持久化功能，数据全部存在内存之中，Memcached 重启或者挂掉后，数据就丢失了；
  • Redis 原生支持集群模式，Memcached 没有原生的集群模式，需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据；
  • Redis 支持发布订阅模型、Lua 脚本、事务等功能，而 Memcached 不支持；

为什么用 Redis 作为 MySQL 的缓存？

主要是因为 Redis 具备「高性能」和「高并发」两种特性，高性能不做赘述，Redis的高并发主要体现在单台设备的 Redis 的 QPS（Query Per Second，每秒钟处理完请求的次数） 是 MySQL 的 10 倍，Redis 单机的 QPS 能轻松破 10w，而 MySQL 单机的 QPS 很难破 1w。

Redis 数据类型以及使用场景分别是什么？

  • String 类型的应用场景：缓存对象、常规计数、分布式锁、共享 session 信息等。
  • List 类型的应用场景：消息队列（但是有两个问题：1. 生产者需要自行实现全局唯一 ID；2. 不能以消费组形式消费数据）等。
  • Hash 类型：缓存对象、购物车等。
  • Set 类型：聚合计算（并集、交集、差集）场景，比如点赞、共同关注、抽奖活动等。
  • Zset 类型：排序场景，比如排行榜、电话和姓名排序等。
  • BitMap（2.2 版新增）：二值状态统计的场景，比如签到、判断用户登陆状态、连续签到用户总数等；
  • HyperLogLog（2.8 版新增）：海量数据基数统计的场景，比如百万级网页 UV 计数等；
  • GEO（3.2 版新增）：存储地理位置信息的场景，比如滴滴叫车；
  • Stream（5.0 版新增）：消息队列，相比于基于 List 类型实现的消息队列，有这两个特有的特性：自动生成全局唯一消息ID，支持以消费组形式消费数据。

Redis采用单线程执行命令，为什么速度还非常快？

①由于Redis是基于内存的读写，比从磁盘读写快的多（官方基准测试显示，单线程的Redis吞吐量可达10W/每秒）

②Redis采用了I/O多路复用机制处理客户端的Socket请求

注：I/O 多路复用机制是指一个线程处理多个 I/O 流，就是经常听到的 select/epoll 机制。简单来说就是在Redis只运行单线程的情况下，在机制允许的内核内，同时存在多个监听 Socket 和已连接的Socket。内核会一直监听这些 Socket上的连接请求或数据请求。一旦有请求到达，就会交给 Redis 线程处理，这就实现了一个 Redis 线程处理多个 I/O 流的效果。

③良好的代码编码

④使用单线程，单线程可以避免了多线程之间的竞争，省去多线程切换带来的时间和性能上的开销，而且也不会导致死锁问题。

Redis是单线程吗？

从严格意义上来说，Redis并不是单线程的，Redis在启动的时候会启动后台线程。

Redis 单线程指的是「接收客户端请求->解析请求 ->进行数据读写等操作->发送数据给客户端」这个过程是由一个线程（主线程）来完成的，简单来说就是 Redis 在网络 I/O和键值的读写操作是由一个线程来完成的，这也是我们常说 Redis 是单线程的原因。

  • 在Redis的2.6版本中，Redis会启动两个线程，分别处理文件关闭、AOF刷盘这两个任务
  • 在Redis的4.0版本以后，新增了一个lazyfree线程，用于异步释放Redis内存

lazyfree线程的作用：例如在执行 unlink key / flushdb async / flushall async 等命令时，会把这些删除操作交给后台线程来执行，好处是不会导致 Redis 主线程卡顿。因此，当我们要删除一个大 key 的时候，不要使用 del 命令删除，因为 del 是在主线程处理的，这样会导致 Redis 主线程卡顿，因此我们应该使用 unlink 命令来异步删除大key

Redis 为「关闭文件、AOF 刷盘、释放内存」这些任务创建单独的线程来处理的原因？

因为这些任务的操作都是很耗时的，如果把这些任务都放在主线程来处理，那么 Redis 主线程就很容易发生阻塞，这样就无法处理后续的请求了。

Redis 6.0之前使用单线程的原因

官方解释：CPU 并不是制约 Redis 性能表现的瓶颈所在，更多情况下是受到内存大小和网络I/O的限制，所以 Redis 核心网络模型使用单线程并没有什么问题，如果你想要使用服务的多核CPU，可以在一台服务器上启动多个节点或者采用分片集群的方式。

其次使用了单线程后，可维护性高，多线程模型虽然在某些方面表现优异，但是它却引入了程序执行顺序的不确定性，带来了并发读写的一系列问题，增加了系统复杂度、同时可能存在线程切换、甚至加锁解锁、死锁造成的性能损耗。

为什么在Redis 6.0 之后就引入了多线程？

虽然 Redis 的主要工作（网络 I/O 和执行命令）一直是单线程模型，但是在 Redis 6.0 版本之后，也采用了多个 I/O 线程来处理网络请求，这是因为随着网络硬件的性能提升，Redis 的性能瓶颈有时会出现在网络 I/O 的处理上。所以为了提高网络I/O的并行度，Redis 6.0 对网络I/O采用多线程处理，但是对命令的执行，依旧采用单线程。

Redis 6.0 版本之后，Redis 在启动的时候，默认情况下会额外创建 6 个线程（这里的线程数不包括主线程）：

  • Redis-server ： Redis的主线程，主要负责执行命令；
  • bio_close_file、bio_aof_fsync、bio_lazy_free：三个后台线程，分别异步处理关闭文件任务、AOF刷盘任务、释放内存任务；
  • io_thd_1、io_thd_2、io_thd_3：三个 I/O 线程，io-threads 默认是 4 ，所以会启动 3（4-1）个 I/O 多线程，用来分担 Redis 网络 I/O 的压力。