Redis，全称Remote Dictionary Server，是一款高性能的键值存储系统，常被用于数据库、缓存以及消息中间件等场景。Redis以其丰富的数据结构、高效的数据处理能力以及支持网络的特性，成为了开发者们的首选之一。本笔记将深入探讨Redis的基础概念、核心特性、常见面试问题及其在实际应用中的策略。
一、Redis基础
1. 数据类型：Redis提供了五种基本数据类型，包括字符串(String)、哈希(Hash)、列表(List)、集合(Set)和有序集合(Sorted Set)。这些数据类型覆盖了多种常见的数据操作需求。
2. 持久化：Redis提供了RDB（快照）和AOF（追加日志）两种持久化方式，确保在服务器重启后能恢复数据。
3. 主从复制：通过复制机制，可以创建多个从节点来备份主节点的数据，提高系统的可用性和容错性。
4. 哨兵 Sentinel 和 集群 Cluster：哨兵系统用于监控、故障检测和自动故障转移，而Redis集群则实现了数据分片，提供水平扩展能力。
二、Redis面试常见问题
1. Redis与其他缓存的区别：Redis支持丰富的数据结构，且内存操作效率高；与Memcached相比，Redis还支持持久化和主从复制。
2. Redis的过期策略：Redis使用惰性删除和定期删除策略处理过期键，保证空间效率。
3. Redis如何解决并发竞争问题：Redis的事务（Transaction）功能和lua脚本可以实现一定程度的原子操作，但其本质不支持多线程，因此需要在应用层处理并发问题。
4. Redis的内存管理：Redis使用jemalloc作为内存分配器，优化内存碎片。当内存超出限制时，可以通过配置maxmemory-policy来决定如何淘汰数据。
5. Redis的并发控制：Redis基于单线程模型，所有客户端的请求都在一个主线程中执行，从而避免了多线程的锁竞争问题。
三、Redis在实际应用中的策略
1. 缓存穿透：通过布隆过滤器（Bloom Filter）预防不存在的数据查询，减少对后端数据库的压力。
2. 缓存雪崩：设置合理的过期时间，配合Sentinel或Cluster实现高可用，避免所有缓存同时失效导致系统崩溃。
3. 缓存击穿：针对热点数据，可以使用预热机制，在数据即将过期时提前更新缓存。
4. 数据一致性：根据业务场景选择合适的数据同步策略，如主从同步的实时性要求，或者集群的数据分布策略。
5. 消息队列：Redis的发布订阅（Pub/Sub）功能可作为轻量级的消息队列，适用于实时性要求高的场景。
Redis凭借其高效性能和丰富的功能，在面试中是必不可少的话题。掌握Redis的基础知识和应用策略，对于提升开发者的技能水平和职场竞争力具有重要作用。通过不断学习和实践，可以更好地利用Redis解决实际问题，为项目增色添彩。
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