第3章：缓存基础知识面试题——数据结构、过期策略、持久化机制
本章是分布式缓存研发工程师面试的基石考点。面试官会从底层数据结构实现、过期删除策略、持久化机制三个维度考察你对缓存中间件的理解深度。掌握这些基础，才能在后续深入问答中展示扎实的内功。
面试问答卡片
面试问题：Redis 中常用的数据结构有哪些？请说明底层实现。
面试官考察点：是否理解每种数据结构的底层编码（SDS、压缩列表、跳表等），以及何时切换。
回答框架：列举 5 种 → 分别说明底层结构（如 String 用 SDS）→ 补充动态转换条件（如 Hash 何时用 ziplist）→ 说明适用场景。
示例回答：Redis 有 String、List、Hash、Set、ZSet。String 底层 SDS 保证二进制安全；List 用 quicklist（3.2+）；Hash 元素少时用 ziplist，多时用 hashtable；Set 用 intset 或 hashtable；ZSet 用 ziplist 或 skiplist + hashtable。数据量增长时会自动转换。
可能追问：为什么 ZSet 同时用跳表和哈希表？压缩列表转 hashtable 的阈值是多少？
面试问题：Redis 的过期策略有哪些？如何选择？
面试官考察点：对主动/被动删除机制的理解，以及性能和内存的平衡。
回答框架：三种策略（定时、惰性、定期）→ 说明 Redis 采用惰性+定期组合 → 结合 maxmemory 淘汰策略说明完整方案。
示例回答：Redis 使用惰性删除（访问时检查）和定期删除（每 100ms 随机抽样检查）组合策略。惰性删除节省 CPU 但可能积累过期 key；定期删除控制内存但不会 100% 扫描。当内存超限时，配合 allkeys-lru 等淘汰策略，保证热点数据。
可能追问：定期删除每次扫描多少 key？如果大量 key 同时过期怎么处理？
面试问题：Redis 持久化机制 RDB 和 AOF 的区别及适用场景？
面试官考察点：对数据安全、性能、恢复速度的权衡理解。
回答框架：分别说明 RDB（快照）和 AOF（写日志）原理 → 对比优缺点 → 引入混合持久化 → 给出场景建议。
示例回答：RDB 通过 fork 子进程生成快照，文件小恢复快，但可能丢失最后一个快照后的数据。AOF 记录每次写操作，根据 fsync 策略（1s/每次写）保证数据，但文件大恢复慢。Redis 4.0 混合持久化：RDB 做全量，AOF 记录增量，兼顾速度与安全。关键业务推荐混合持久化。
可能追问：AOF 重写过程？同时开启 RDB 和 AOF 加载顺序？如何选择持久化方案？
知识结构表格
| 考点类别 | 子项 | 核心要点 | 面试高频坑 |
|---|---|---|---|
| 数据结构 | String | SDS，二进制安全，预分配 | 误以为 C 字符串 |
| List | quicklist（linkedlist + ziplist） | 仍说双向链表 | |
| ZSet | skiplist + hashtable | 忽视跳表实现细节 | |
| 过期策略 | 定时删除 | CPU 高，不实用 | 以为 Redis 采用此策略 |
| 惰性删除 | 访问时检测，内存浪费 | 忽略内存淘汰配合 | |
| 定期删除 | 随机抽样，平衡 CPU/内存 | 误以为全量扫描 | |
| 持久化机制 | RDB | fork 子进程快照，恢复快，可能丢数据 | 忽略 fork 对内存的影响 |
| AOF | 追加日志，三种 fsync 策略，重写机制 | 不区分 appendfsync 参数 |