大家好，我是小林。

關注我的同學，有很多都是學C++的同學，針對互聯(lián)網(wǎng)后端崗位的話，C++可能沒有太多優(yōu)勢，因為很少項目是用 C++ 做后端業(yè)務類型的開發(fā)了，主流的還是 java 和 go 后端。

但是，很多互聯(lián)網(wǎng)客戶端崗位會喜歡 C++ 同學，因為學 C++的同學，通常計算機基礎都還不錯，很多人可能不太知道客戶端崗位具體會問什么，其實主要也是圍繞 C++、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、算法，這四大塊問了，像數(shù)據(jù)庫、消息隊列后端組件這些就不會問了。

這次就分享一位 C++同學，面字節(jié)客戶端崗位的面經(jīng)，都是圍繞C++、網(wǎng)絡、操作系統(tǒng)、算法這四大塊內(nèi)容去問了。

C++

C++中的內(nèi)存分區(qū)有哪些？

在C++中，內(nèi)存主要分為以下五個區(qū)域：

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• 棧區(qū)（Stack）：由編譯器自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
• 堆區(qū)（Heap）：一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回收。注意，與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。
• 全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（Static）：全局變量和靜態(tài)變量被分配到同一塊內(nèi)存中。在C++中，全局區(qū)還包含了常量區(qū)，字符串常量和其他常量也是存儲在此。
• 常量區(qū)：是全局區(qū)的一部分，存放常量，不允許修改。
• 代碼區(qū)（Text）：存放函數(shù)體的二進制代碼。

介紹一下內(nèi)存對齊

內(nèi)存對齊就是就是將數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存的某個位置，使得CPU可以更快地訪問到這個數(shù)據(jù)，以空間換時間的方式來提高 cpu 訪問數(shù)據(jù)的性能。

在C++中，內(nèi)存對齊主要涉及到兩個概念：對齊邊界和填充字節(jié)。

• 對齊邊界：一般情況下，編譯器會自動地將數(shù)據(jù)存放在它的自然邊界上。例如，int類型的數(shù)據(jù)，它的大小為4字節(jié)，編譯器會將其存放在4的倍數(shù)的地址上。這就是所謂的對齊邊界。
• 填充字節(jié)：為了滿足對齊邊界的要求，編譯器有時候需要在數(shù)據(jù)之間填充一些字節(jié)。這些字節(jié)沒有實際的意義，只是為了滿足內(nèi)存對齊的要求。

為什么要字節(jié)對齊？

• 平臺原因(移植原因)：不是所有的硬件平臺都能訪問任意地址上的任意數(shù)據(jù)的；某些硬件平臺只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。
• 性能原因：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(尤其是棧)應該盡可能地在自然邊界上對齊。原因在于，為了訪問未對齊的內(nèi)存，處理器需要作兩次內(nèi)存訪問；而對齊的內(nèi)存訪問僅需要一次訪問。

vector中push_back和emplace_back的區(qū)別？

• push_back() 向容器尾部添加元素時，首先會創(chuàng)建這個元素，然后再將這個元素拷貝或者移動到容器中（如果是拷貝的話，事后會自行銷毀先前創(chuàng)建的這個元素）；
• 而emplace_back() 在實現(xiàn)時，則是直接在容器尾部創(chuàng)建這個元素，省去了拷貝或移動元素的過程。

C++中的多態(tài)怎么實現(xiàn)的？

C++中的多態(tài)主要通過虛函數(shù)和繼承來實現(xiàn)。多態(tài)分為兩種：編譯時多態(tài)和運行時多態(tài)。

• 編譯時多態(tài)：也稱為靜態(tài)多態(tài)或早綁定。這種多態(tài)是通過函數(shù)重載和模板來實現(xiàn)的。
• 運行時多態(tài)：也稱為動態(tài)多態(tài)或晚綁定。這種多態(tài)是通過虛函數(shù)和繼承來實現(xiàn)的。當基類的指針或引用指向派生類對象時，調(diào)用的虛函數(shù)將是派生類的版本，這就實現(xiàn)了運行時多態(tài)。

什么是純虛函數(shù)？有哪些應用場景

純虛函數(shù)是在基類中聲明的虛函數(shù)，它在基類中沒有定義，但要求任何派生類都要定義自己的實現(xiàn)方法。在C++中，純虛函數(shù)的聲明形式如下：

virtual void function() = 0;

其中，= 0就表示這是一個純虛函數(shù)。

含有純虛函數(shù)的類被稱為抽象類。抽象類不能被實例化，只能作為接口使用。派生類必須實現(xiàn)所有的純虛函數(shù)，否則該派生類也會變成抽象類。

純虛函數(shù)的應用場景主要包括：

• 設計模式：例如在模板方法模式中，基類定義一個算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。這些需要在子類中實現(xiàn)的步驟就可以聲明為純虛函數(shù)。
• 接口定義：可以創(chuàng)建一個只包含純虛函數(shù)的抽象類作為接口。所有實現(xiàn)該接口的類都必須提供這些函數(shù)的實現(xiàn)。

為什么一般將析構(gòu)函數(shù)設置為虛函數(shù)？

析構(gòu)函數(shù)被設為虛函數(shù)主要是為了解決基類指針指向派生類對象時的資源釋放問題。

如果我們有一個基類指針，它實際上指向一個派生類對象，當我們刪除這個基類指針時，如果析構(gòu)函數(shù)不是虛函數(shù)，那么就只會調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)，而不會調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)。這可能會導致派生類對象的一些資源沒有被正確釋放，從而引發(fā)內(nèi)存泄漏等問題。

如果我們將析構(gòu)函數(shù)設置為虛函數(shù)，那么在刪除基類指針時，會首先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)，然后再調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)，從而確保所有的資源都能被正確釋放。

什么是內(nèi)聯(lián)函數(shù)？

在C++中，使用關鍵字"inline"可以聲明一個內(nèi)聯(lián)函數(shù)。聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)會在編譯時被視為候選項，編譯器會嘗試將其展開，將函數(shù)體直接插入到調(diào)用點處。這樣可以避免函數(shù)調(diào)用的開銷，減少了函數(shù)調(diào)用的棧幀等額外開銷，從而提高程序的執(zhí)行效率。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)有什么缺點？

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的缺點主要有以下幾點：

• 代碼膨脹：內(nèi)聯(lián)函數(shù)會在每個調(diào)用它的地方進行代碼替換，這可能導致代碼膨脹。如果內(nèi)聯(lián)函數(shù)體非常大或者被頻繁調(diào)用，會增加可執(zhí)行文件的大小，可能導致緩存不命中，影響性能。
• 編譯時間增加：內(nèi)聯(lián)函數(shù)需要在每個調(diào)用點進行代碼替換，這會增加編譯時間。特別是當內(nèi)聯(lián)函數(shù)被廣泛使用時，編譯時間可能會顯著增加。
• 可讀性降低：內(nèi)聯(lián)函數(shù)會將函數(shù)體嵌入到調(diào)用點，可能導致代碼的可讀性降低。函數(shù)體被分散在多個地方，可能會使代碼難以理解和維護。

網(wǎng)絡

http狀態(tài)碼有哪些？

五大類 HTTP 狀態(tài)碼

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• 1xx 類狀態(tài)碼屬于提示信息，是協(xié)議處理中的一種中間狀態(tài)，實際用到的比較少。
• 2xx 類狀態(tài)碼表示服務器成功處理了客戶端的請求，也是我們最愿意看到的狀態(tài)。
• 3xx 類狀態(tài)碼表示客戶端請求的資源發(fā)生了變動，需要客戶端用新的 URL 重新發(fā)送請求獲取資源，也就是重定向。
• 4xx 類狀態(tài)碼表示客戶端發(fā)送的報文有誤，服務器無法處理，也就是錯誤碼的含義。
• 5xx 類狀態(tài)碼表示客戶端請求報文正確，但是服務器處理時內(nèi)部發(fā)生了錯誤，屬于服務器端的錯誤碼。

http1.1、2.0版本的區(qū)別？

HTTP/1.1和HTTP/2.0是兩個不同版本的HTTP協(xié)議，它們之間有以下幾個主要區(qū)別：

• 多路復用：HTTP/1.1中，每個請求都需要建立一個獨立的連接，而HTTP/2.0引入了多路復用技術，允許在同一個連接上同時發(fā)送多個請求和接收多個響應，提高了并發(fā)性能。
• 二進制分幀：HTTP/2.0使用二進制分幀機制，將請求和響應數(shù)據(jù)分割為更小的幀，每個幀都有自己的標識和優(yōu)先級，可以獨立傳輸和處理，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`活性和效率。
• 首部壓縮：HTTP/2.0使用了首部壓縮算法，減少了請求和響應的首部大小，節(jié)省了帶寬和傳輸時間。
• 服務器推送：HTTP/2.0支持服務器推送，服務器可以在客戶端請求之前主動將相關資源推送給客戶端，減少了額外的請求延遲。

在瀏覽器輸入URL之后，具體流程是什么？

具體的流程如下：

• URL解析：瀏覽器首先解析輸入的URL，提取出協(xié)議、主機名、端口號、路徑等信息。
• DNS解析：瀏覽器將主機名轉(zhuǎn)換為對應的IP地址，通過DNS解析來完成這一步驟。
• 建立TCP連接：瀏覽器與服務器之間建立TCP連接，通過三次握手建立可靠的連接。
• 發(fā)送HTTP請求：瀏覽器構(gòu)建HTTP請求報文，包括請求方法（GET、POST等）、請求頭部、請求體等信息，并將其發(fā)送給服務器。
• 服務器處理請求：服務器接收到請求后，根據(jù)請求的路徑、參數(shù)等進行處理，并生成對應的HTTP響應。
• 接收HTTP響應：瀏覽器接收到服務器返回的HTTP響應報文，包括響應狀態(tài)碼、響應頭部、響應體等信息。
• 渲染頁面：瀏覽器根據(jù)接收到的響應數(shù)據(jù)，解析HTML、CSS、JavaScript等資源，并進行頁面的渲染，展示給用戶。
• 關閉TCP連接：頁面渲染完成后，瀏覽器與服務器之間的TCP連接會被關閉，釋放網(wǎng)絡資源。

tcp 是怎么實現(xiàn)可靠傳輸?shù)模?/h3>

• 序列號與確認應答：TCP將每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行編號（序列號），接收方通過發(fā)送確認應答（ACK）來告知發(fā)送方已成功接收到數(shù)據(jù)。如果發(fā)送方在一定時間內(nèi)未收到確認應答，會進行超時重傳。
• 數(shù)據(jù)校驗：TCP使用校驗和來驗證數(shù)據(jù)的完整性。接收方會計算接收到的數(shù)據(jù)的校驗和，并與發(fā)送方發(fā)送的校驗和進行比較，以檢測數(shù)據(jù)是否在傳輸過程中發(fā)生了錯誤。
• 窗口控制：TCP使用滑動窗口機制來控制發(fā)送方和接收方之間的數(shù)據(jù)流量。發(fā)送方根據(jù)接收方的處理能力和網(wǎng)絡狀況來調(diào)整發(fā)送的數(shù)據(jù)量，接收方則通過窗口大小來告知發(fā)送方可以接收的數(shù)據(jù)量。
• 重傳機制：如果發(fā)送方未收到確認應答或接收方檢測到數(shù)據(jù)錯誤，TCP會進行重傳。發(fā)送方會根據(jù)超時時間或接收方的冗余確認來觸發(fā)重傳，以確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
• 擁塞控制：TCP使用擁塞控制算法來避免網(wǎng)絡擁塞。通過動態(tài)調(diào)整發(fā)送速率和窗口大小，TCP可以根據(jù)網(wǎng)絡的擁塞程度來進行適當?shù)恼{(diào)整，以提高網(wǎng)絡的利用率和穩(wěn)定性。

IP數(shù)據(jù)報的報頭有哪些字段？

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IP數(shù)據(jù)報的報頭包含以下字段：

1. 版本（Version）：指定IP協(xié)議的版本，通常為IPv4或IPv6。
2. 首部長度（Header Length）：指定IP報頭的長度，以32位字（4字節(jié)）為單位。
3. 服務類型（Type of Service）：用于指定數(shù)據(jù)報的服務質(zhì)量要求，如優(yōu)先級、延遲、吞吐量等。
4. 總長度（Total Length）：指定整個IP數(shù)據(jù)報的長度，包括報頭和數(shù)據(jù)部分。
5. 標識（Identification）：用于唯一標識一個IP數(shù)據(jù)報，通常由發(fā)送方設置，接收方用于重組分片。
6. 標志（Flags）：包含3個標志位，分別是DF（Don't Fragment，不分片）、MF（More Fragments，更多分片）、和保留位。
7. 分片偏移（Fragment Offset）：用于指示當前分片相對于原始數(shù)據(jù)報的偏移量，以8字節(jié)為單位。
8. 生存時間（Time to Live）：指定數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡中可以經(jīng)過的最大路由器跳數(shù)，每經(jīng)過一個路由器，該值減1，為0時數(shù)據(jù)報被丟棄。
9. 協(xié)議（Protocol）：指定IP數(shù)據(jù)報中承載的上層協(xié)議，如TCP、UDP、ICMP等。
10. 頭部校驗和（Header Checksum）：用于檢驗IP報頭的完整性，接收方使用該字段來驗證報頭是否正確。
11. 源IP地址（Source IP Address）：指定發(fā)送方的IP地址。
12. 目標IP地址（Destination IP Address）：指定接收方的IP地址。

IP 報文的TTL是什么意思？

指定數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡中可以經(jīng)過的最大路由器跳數(shù)。每當數(shù)據(jù)報經(jīng)過一個路由器時，該字段的值會減少1。當TTL的值為0時，路由器將丟棄該數(shù)據(jù)報并發(fā)送ICMP的時間超過消息給源主機。

TTL的主要目的是防止數(shù)據(jù)報在網(wǎng)絡中無限循環(huán)，避免由于路由環(huán)路或其他問題導致的數(shù)據(jù)報無法正常到達目的地。通過限制數(shù)據(jù)報的最大跳數(shù)，TTL可以確保數(shù)據(jù)報在有限的時間內(nèi)能夠到達目標主機或被丟棄，以避免網(wǎng)絡資源的浪費和延遲。

操作系統(tǒng)

虛擬地址是怎么轉(zhuǎn)化到物理地址的？

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虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換是通過操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理單元（MMU，Memory Management Unit）來完成的。下面是一般的虛擬地址到物理地址轉(zhuǎn)換過程：

• 程序發(fā)出內(nèi)存訪問請求時，使用虛擬地址進行訪問。
• 虛擬地址被傳遞給MMU進行處理。
• MMU中的地址映射表（頁表）被用來將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址。頁表是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲虛擬地址和物理地址之間的映射關系。
• MMU根據(jù)頁表中的映射關系，將虛擬地址轉(zhuǎn)換為對應的物理地址。
• 轉(zhuǎn)換后的物理地址被傳遞給內(nèi)存系統(tǒng)，用于實際的內(nèi)存訪問操作。

頁表是怎么構(gòu)成的？

頁表是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲虛擬地址和物理地址之間的映射關系。多級頁表將頁表分為多個層級，每個層級的頁表項存儲下一級頁表的物理地址。通過多級索引，可以逐級查找，最終找到對應的物理頁。

對于 64 位的系統(tǒng)，主要有四級目錄，分別是：

• 全局頁目錄項 PGD
• 上層頁目錄項 PUD
• 中間頁目錄項 PMD
• 頁表項 PTE

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進程間通信有哪些？

• 管道（Pipe）：管道是一種半雙工的通信方式，可以在父子進程或者具有親緣關系的進程之間進行通信。管道可以是匿名管道（使用pipe函數(shù)創(chuàng)建）或有名管道（使用mkfifo函數(shù)創(chuàng)建）。
• 信號（Signal）：信號是一種異步的通信方式，用于通知進程發(fā)生了某個事件。進程可以通過系統(tǒng)調(diào)用signal或sigaction來注冊信號處理函數(shù)，當接收到特定信號時，會調(diào)用相應的處理函數(shù)進行處理。
• 共享內(nèi)存（Shared Memory）：共享內(nèi)存是一種高效的通信方式，允許多個進程共享同一塊物理內(nèi)存區(qū)域。進程可以通過映射共享內(nèi)存到自己的地址空間，實現(xiàn)對共享數(shù)據(jù)的讀寫。
• 信號量（Semaphore）：信號量是一種用于進程同步和互斥的機制。進程可以使用信號量來控制對共享資源的訪問，實現(xiàn)進程之間的同步和互斥。
• 消息隊列（Message Queue）：消息隊列是一種有序的消息傳遞機制，進程可以通過消息隊列發(fā)送和接收消息。消息隊列提供了一種可靠的通信方式，可以實現(xiàn)進程之間的異步通信。
• 套接字（Socket）：套接字是一種網(wǎng)絡編程接口，也可以用于進程間通信。進程可以通過套接字進行網(wǎng)絡通信，也可以通過本地套接字（Unix Domain Socket）實現(xiàn)本地進程間通信。

共享內(nèi)存是怎么實現(xiàn)的？

共享內(nèi)存的機制，就是拿出一塊虛擬地址空間來，映射到相同的物理內(nèi)存中。這樣這個進程寫入的東西，另外一個進程馬上就能看到了，都不需要拷貝來拷貝去，傳來傳去，大大提高了進程間通信的速度。

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操作系統(tǒng)原子操作怎么實現(xiàn)的？

操作系統(tǒng)中的原子性操作是通過硬件和軟件的支持來實現(xiàn)的。在多核處理器上，原子性操作需要保證在多個核心之間的并發(fā)執(zhí)行中的正確性和一致性。

硬件層面上，現(xiàn)代處理器提供了一些特殊的指令或機制來支持原子性操作，例如原子交換（atomic exchange）、原子比較并交換（atomic compare-and-swap）等。這些指令能夠在執(zhí)行期間禁止中斷或其他核心的干擾，確保操作的原子性。

軟件層面上，操作系統(tǒng)提供了一些原子性操作的接口或函數(shù)，例如原子操作函數(shù)（atomic operation），它們使用了硬件提供的原子性指令來實現(xiàn)原子性操作。這些函數(shù)通常是在內(nèi)核態(tài)下執(zhí)行，可以保證在多個進程或線程之間的原子性。

操作系統(tǒng)還可以使用鎖機制來實現(xiàn)原子性操作。例如，互斥鎖（mutex）可以用來保護共享資源的訪問，只有持有鎖的進程或線程可以訪問共享資源，其他進程或線程需要等待鎖的釋放。通過鎖的機制，可以保證對共享資源的原子性操作。

算法

• 算法：島嶼數(shù)量
• 算法：股票

其他

• 你對自己的職業(yè)規(guī)劃是什么？
• 平時是怎么學習的？
• 做項目過程中遇到的最大困難是什么？
• 哪個項目你覺得收益最大？