redis缓存原理与实现：为什么redis可以做缓存?【python面试题】

为什么redis可以做缓存?

(1)问题分析

这个题目考得是你对redis的理解，他能做缓存的原因是什么，回答时主要回答redis的优点。

(2)核心问题讲解

1)Redis将其数据完全保存在内存中，仅使用磁盘进行持久化。与其它键值数据存储相比，Redis有一组相对丰富的数据类型。Redis可以将数据复制到任意数量的从机中。

2)异常快 - Redis非常快，每秒可执行大约110000次的设置(SET)操作，每秒大约可执行81000次的读取/获取(GET)操作。支持丰富的数据类型 - Redis支持开发人员常用的大多数数据类型 ，例如列表，集合，排序集和散列等等。这使得Redis很容易被用来解决各种问题，因为我们知道哪些问题可以更好使用地哪些数据类型来处理解决。

3)操作具有原子性 - 所有Redis操作都是原子操作，这确保如果两个客户端并发访问，Redis服务器能接收更新的值。

4)Redis是一个内存数据库，但在磁盘数据库上是持久的，因此它代表了一个不同的权衡，在这种情况下，在不能大于存储器(内存)的数据集的限制下实现非常高的写和读速度

5)redis支持多种数据结构，Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储

6)Redis支持master-slave(主-从)模式应用

7)Redis单个value的最大限制是1GB，memcached只能保存1MB的数据。

(3)问题拓展

1)Redis和memcached的比较

Redis的优势是

Redis支持的数据类型比memcached丰富，memcached只有一种(字符串)

Redis可以持久化数据

redis中能存储的数据量大

2)redis提供了三种缓存数据淘汰机制，LFU，LRU，TTL

LFU，least frequently used，即最小使用频率淘汰，每个对象使用共计24bit空间用来实施这个算法，24bit分成2个部分，前16bit用来记录上次减少时间(减少的是后面8bit计数器)，后面8个bit是一个对数计数器，用来记录这个对象的访问次数。需要注意的是，这个字段不是一直增加的，也需要减少，否则会出现一个情况，一个对象很久之前被频繁的使用，但是最近没有被使用，若这个值不减少的话，那么这个对象会一直处在一个不会被淘汰的位置。前面16bit的作用就是，记录一个“减量时间”，这是一个降低精度的Unix时间，将16bit的时间转换成分钟，不关心回绕问题。若这个时间很大，那么8bit计数器的值减半，否则只是简单的每次递减1

LRU，last recently used，即最近最少使用淘汰，一般做法是，将hash表的value做成一个指针，指向一个双链表节点，节点中保存实际的value，双链表按照上次访问时间降序排列，当访问到一个对象之后，更新访问时间，并将这个节点移动到表头，若节点不存在就直接插入到表头。当内存门限达到的时候，从链表尾开始删除若干entry。redis为了减少内存使用，不使用双链表或其他结构管理对象，采用随机算法，每次从hash表中随机选择一些key，一般是5个，将这些key存入一个全局的池，池大小一般是16，池中entry按照上次访问时间降序排列，每次从池中选择尾部的entry，就是最差的对象，将这个对象淘汰

TTL，即生存时间，按照生存时间设置一个对象的生命周期，一个对象生命周期结束之后将其销毁

(4)在项目中的使用

我们在广告数据、solr中搜索的品牌、规格数据以及购物车里面都是用过redis，结合spring来使用，springDataRedis。


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