C++后端面試知識

• • 1. 師兄建議
  • 2. 內(nèi)存泄漏
  • • 怎么避免
    • 怎么檢測
    • 內(nèi)存溢出
  • 3. 堆和棧
  • 4. static
  • 5. const
  • 6. URL
  • 7. C和C++區(qū)別
  • 8. malloc和new區(qū)別
  • 9. 指針和引用區(qū)別
  • 10.C++中內(nèi)存分區(qū)
  • 11. 野指針
  • 12. 類的默認函數(shù)
  • 13. class和struct區(qū)別
  • 14. 構(gòu)造函數(shù)中初始值列表的必要性
  • 15. 虛函數(shù)
  • 16. 繼承中的訪問權(quán)限
  • 17. C++防止頭文件重復包含
  • 18.TCP連接和斷開
  • 19. 長連接和短連接
  • 20. 進程和線程區(qū)別
  • 21. 進程通信和線程通信
  • 22. 線程池
  • 23. 實踐中優(yōu)化MySQL
  • 24. 設計高并發(fā)的系統(tǒng)
  • 25. 小端和大端機器
  • 26. strlen和sizeof區(qū)別

本文多數(shù)總結(jié)來自于CSDN博主「Tracker-for-1995」的文章【C++后端面試知識精選系列】，鏈接為：https://me.csdn.net/trackxiaoxin321。若有錯誤，望指正，筆者的郵箱為：wuxiaofang555555@163.com 。

1. 師兄建議

• 國企看重簡歷中的硬性指標，如：論文情況、比賽、專利、軟著等
• Qt
• C++基礎知識（較瑣碎）
  • 類
  • 面向?qū)ο缶幊痰奶攸c：抽象、封裝、繼承、多態(tài)
  • 引用的用法
  • 指針的用法
  • 內(nèi)存泄漏
  • 內(nèi)存溢出

2. 內(nèi)存泄漏

指程序中己動態(tài)分配的堆內(nèi)存由于某種原因程序未釋放或無法釋放，造成系統(tǒng)內(nèi)存的浪費，導致程序運行速度減慢甚至系統(tǒng)崩潰等嚴重后果。

當程序員使用new或是malloc分配內(nèi)存，而忘記使用delete或是free釋放內(nèi)存時，容易造成內(nèi)存泄漏。

怎么避免

• 使用智能指針，而不是手動地去管理內(nèi)存
• 程序進程字符串處理時，避免使用string代替char*
• 使用RAII（Resource Acquisition Is Initialization，資源獲取就是初始化），RAII 的做法是使用一個對象，在其構(gòu)造時獲取資源，最后在對象析構(gòu)的時候釋放資源。即把資源用類進行封裝起來，對資源操作都封裝在類的內(nèi)部，在析構(gòu)函數(shù)中進行釋放資源。
• 盡可能少的使用new，若一定要使用，new/malloc分配內(nèi)存，要及時delete/free釋放

怎么檢測

• new和delete都是內(nèi)置的操作符

  void * operator new(size_t size); //new 操作符的聲明 //返回一個未初始化的地址，其中size來確定分配多少內(nèi)存

• 自定義跟蹤new和delete的類

  • 重載new和delete操作符，通過計數(shù)new的次數(shù)和delete次數(shù)，即可判斷是否存在內(nèi)存泄漏

  • track_new.h

    #ifndef TRACK_NEW_H #define TRACK_NEW_H #include <map> void* operator new(size_t size, const char *file, long line); void* operator new(size_t size); void operator delete(void *p); class TrackerNew {class TrackerNewIn {const char *m_file;long m_line;public:TrackerNewIn(const char *file = nullptr, long line = 0) :m_file(file), m_line(line){ }~TrackerNewIn(){ }const char *file() const { return m_file; }long line() const { return m_line; }};class Lock { //省去m_lock_cout的自減，避免出錯TrackerNew &_track;public:Lock(TrackerNew &track) :_track(track) {_track.m_lock_count++;}~Lock() {_track.m_lock_count--;}}; public:TrackerNew();~TrackerNew();void add(void *p, const char *file, long line);void remove(void *p);void dump(); public:static bool flag; private:std::map<void*, TrackerNewIn> m_track;long m_lock_count; //為了避免無限調(diào)用 }; extern TrackerNew tracker_new; #endif TRACK_NEW_H //!TRACK_NEW_H

  • track_new.cpp

    #include"track_new.h" #include <cstdlib> #include <iostream> TrackerNew tracker_new;//定義全局的類 bool TrackerNew::flag = false; void* operator new(size_t size, const char *file, long line) {void *p = malloc(size);if (TrackerNew::flag)tracker_new.add(p, file, line);return p; } void* operator new(size_t size) {void *p = malloc(size);if (TrackerNew::flag)tracker_new.add(p, "unknow", -1);return p; } void operator delete(void *p) {if (TrackerNew::flag)tracker_new.remove(p);free(p); } TrackerNew::TrackerNew() :m_lock_count(0) {TrackerNew::flag = true; } TrackerNew::~TrackerNew() {TrackerNew::flag = false;dump(); } void TrackerNew::add(void *p, const char *file, long line) {if (m_lock_count > 0) return;Lock lock(*this);m_track[p] = TrackerNewIn(file, line);/*m_lock_count++;m_track[p] = TrackerNewIn(file, line);m_lock_count--;*/ } void TrackerNew::remove(void *p) {if (m_lock_count > 0)return;Lock lock(*this);auto it = m_track.find(p);if (it != m_track.end()) {m_track.erase(it);} } void TrackerNew::dump() {for (auto it : m_track) {std::cout << "ox: " << it.first << "\t" << "file: " << it.second.file() << "\t" << "line: " << it.second.line() << std::endl;} }

  • main.cpp

    #include "track_new.h" #include "debug_new.h" int main() {int *p1 = new int;delete p1;int *p2 = new int[10];//delete[] p2; return 0; }

內(nèi)存溢出

• 指應用系統(tǒng)中存在無法回收的內(nèi)存或使用的內(nèi)存過多，最終使得程序運行要用到的內(nèi)存大于能提供的最大內(nèi)存

• 主要發(fā)生在棧內(nèi)存溢出

• 遞歸調(diào)用中，若調(diào)用次數(shù)過多，易導致棧溢出

3. 堆和棧

• 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層面

  • 棧：后進先出
  • 堆：二叉堆，樹型結(jié)構(gòu)、可任意訪問

• 內(nèi)存分配層面（以地址的增長方向為上）

  • 棧區(qū)：處于相對較高地址，棧地址是向下增長的；棧中分配局部變量空間。
  • 堆區(qū)：堆區(qū)是向上增長的用于分配程序員申請的內(nèi)存空間，例如使用malloc、new申請的區(qū)域。

• 區(qū)別總結(jié)一

  • 堆和棧申請方式不同

    • 棧是系統(tǒng)自動分配空間，如定義一個char a;系統(tǒng)會自動在棧上為其開辟空間。棧上的數(shù)據(jù)的生存周期只是在函數(shù)的運行過程中，運行后就釋放掉了，不能再訪問了。
    • 堆則是程序員根據(jù)需要自己申請的空間，如malloc(10);開辟十個字節(jié)的空間。堆上的數(shù)據(jù)只要程序員不釋放空間，就一直可以訪問，一旦頑疾釋放會造成內(nèi)存泄漏。

• 申請后系統(tǒng)的響應

  • 棧：只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報異常提示棧溢出。

    • 堆：首先應該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當系統(tǒng)收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間的堆。結(jié)點，然后將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除，并將該結(jié)點的空間分配給程序，另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外，由于找到的堆結(jié)點的大小不一定正好等于申請的大小，系統(tǒng)會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中。也就是說堆會在申請后還要做一些后續(xù)的工作這就會引出申請效率的問題。

  • 申請效率的比較

    • 由系統(tǒng)自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。

  • 是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便

  • 申請大小的限制

  • 棧是向低地址擴展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預先規(guī)定好的。因此，能從棧獲得的空間較小。

    • 堆是向高地址擴展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

• 堆和棧中的存儲內(nèi)容

  • 棧： 在函數(shù)調(diào)用時，第一個進棧的是主函數(shù)中函數(shù)調(diào)用后的下一條指令（函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句）的地址，然后是函數(shù)的各個參數(shù)，在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。當本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點繼續(xù)運行。
  • 堆：一般是在堆的頭部用一個字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。
  • 存取效率的比較：存取中，棧上的數(shù)據(jù)比堆上的數(shù)據(jù)快。

• 區(qū)別總結(jié)二

  • 存儲內(nèi)容：棧存放的是局部變量和函數(shù)參數(shù)等；堆存放的是new/malloc申請的變量；
  • 管理方式：棧由系統(tǒng)自動分配，自動釋放；堆由程序員手動申請，手動釋放；
  • 空間大小：32位系統(tǒng)一般堆能達到4G，可以看做堆沒有什么限制的，但棧一般是有特定大小的，windows下一般2M；
  • 生長方向：棧是向下（高地址——>低地址）生長的，堆是向上生長（低地址——>高地址）的；
  • 申請效率：棧由系統(tǒng)自動申請分配，速度較快；堆由new/malloc分配，速度較慢。

4. static

• 修飾全局變量
  • 修飾全局變量，不初始化默認初始為0，存儲在靜態(tài)存儲區(qū)，從聲明到程序結(jié)束一直存在
• 修飾局部變量
  • 也存儲在靜態(tài)存儲區(qū)，作用域是局部作用域，當定義他的函數(shù)或者語句塊結(jié)束時，作用域結(jié)束，但該變量并沒有被銷毀，只不過我們不能訪問，直到該函數(shù)再次被調(diào)用
• 修飾類的數(shù)據(jù)成員
  • 不屬于類的對象，類內(nèi)聲明，類外初始化，類的靜態(tài)成員變量被所有對象共享，保證了共享性，又具備安全性
• 修飾類的成員函數(shù)
  • 靜態(tài)成員函數(shù)只能訪問靜態(tài)成員變量，不能訪問非靜態(tài)成員函數(shù)，原因是靜態(tài)成員函數(shù)不與任何對象綁定，因此不包含this指針，在靜態(tài)成員函數(shù)內(nèi)部不能直接使用this指針，因此不能訪問類的非靜態(tài)成員變量
• 修飾函數(shù)
  • 即靜態(tài)函數(shù)，僅在聲明它的cpp文件中使用，其他文件不可使用
• 面試例子
  • static關(guān)鍵字的作用，修飾函數(shù)有什么用？
    • static修飾的函數(shù)叫靜態(tài)函數(shù)，包括兩種
      • 靜態(tài)函數(shù)出現(xiàn)在類里，則它是一個靜態(tài)成員函數(shù)。靜態(tài)成員函數(shù)不與任何對象綁定，因此不包含this指針，在靜態(tài)成員函數(shù)內(nèi)部不能直接使用this指針，即不能直接訪問普通成員函數(shù)；靜態(tài)成員函數(shù)屬于類本身，在類加載時就會分配內(nèi)存，可以通過類名直接去訪問；雖然靜態(tài)成員函數(shù)不屬于類對象，但是可以通過類對象訪問靜態(tài)成員函數(shù)。
      • 普通的全局的靜態(tài)函數(shù)。限定在本源碼文件中，不能在其他文件調(diào)用（普通函數(shù)的定義和聲明默認情況下都是extern的，即可被其他文件調(diào)用）。故好處在于：1）其他文件中可以定義相同名字的函

5. const

• 修飾變量，使其不能被修改

• 修飾函數(shù)參數(shù)，表明輸入的參數(shù)在參數(shù)內(nèi)不能被修改

• 修飾指針

  • 常量指針，指向的內(nèi)容不能被修改，即指向“常量”的指針 , const int *p
  • 指針常量，指針的指向不能改變，即指針類型的常量，int * const p

• 修飾類的成員函數(shù)，表明其是常函數(shù)，即不能修改類的成員變量，const成員函數(shù)斌調(diào)用非const成員函數(shù)，因為非const成員函數(shù)可能會修改成員變量

  class A {int m_a; public:void get() const { } //函數(shù)體里不能修改成員變量 }

6. URL

• 瀏覽器輸入www.baidu.com發(fā)生了什么？（百度面試題）
  • 首先瀏覽器向域名系統(tǒng)DNS請求將域名地址轉(zhuǎn)換為IP地址，然后與百度服務器建立TCP連接，發(fā)送http請求（默認端口80）請求百度首頁，服務器處理請求并將首頁文件發(fā)給瀏覽器，TCP連接釋放，瀏覽器解析首頁文件展示web界面。

7. C和C++區(qū)別

• C是面向過程的編程語言，C++是面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化編程語言，C++是C的擴展，但C和C++確是兩種不同的語言；
• C++有抽象、封裝、繼承、多態(tài)幾大特性，C+相比于C，增加了許多類型安全的功能，同時還有功能強大STL標準庫；
• 作用域，C中只有局部和全局，C++有局部、類作用域和名稱作用域三種；
• 開辟/釋放空間，C用malloc和free（函數(shù)），C++使用new和delete（關(guān)鍵字），new開辟空間在堆區(qū)或者自由存儲區(qū)（C plus plus原話：if the object is created by using new,it resides in heap memory, or the free store and its destructor is called automatically when you use delete to free the memory），malloc開辟在堆區(qū)；
• C++有引用，C中沒有；
• const不同，C中的const叫只讀變量，只是無法做左值的變量；C++中的const是真正的常量，但也有可能退化成c語言的常量，默認生成local符號；
• C++靈活、可擴展、易于維護，耦合性較低，C語言耦合性較高。

8. malloc和new區(qū)別

• malloc和new都是在堆上開辟內(nèi)存的。malloc只負責開辟內(nèi)存，沒有初始化功能，需要用戶自己初始化；new不但開辟內(nèi)存，還可以進行初始化，如new int(10)；表示在堆上開辟了一個4字節(jié)的int整形內(nèi)存，初始值是10，再如new int[10] ()；表示在堆上開辟了一個包含10個整形元素的數(shù)組，初始值都為0。

• malloc是函數(shù)，開辟內(nèi)存需要傳入開辟空間的大小（字節(jié)數(shù)），返回類型為void*，表示分配的堆內(nèi)存的起始地址，因此malloc的返回值需要轉(zhuǎn)換成指定類型的地址；new是運算符，開辟內(nèi)存需要指定類型，返回指定類型的地址，因此不需要類型轉(zhuǎn)換。

  int *p1 = (int*)malloc(sizeof(int)); //根據(jù)傳入字節(jié)數(shù)開辟內(nèi)存，沒有初始化 int *p2 = new int(0); //根據(jù)指定類型int開辟一個整形內(nèi)存，初始化為0int *p3 = (int*)malloc(sizeof(int)*100); //開辟400個字節(jié)的內(nèi)存，相當于包含100個整形元素的數(shù)組，沒有初始化 int *p4 = new int[100](); //開辟400個字節(jié)的內(nèi)存，100個元素的整形數(shù)組，元素都初始化為0

• malloc開辟內(nèi)存失敗返回nullptr（空指針），new開辟內(nèi)存失敗拋出bad_alloc類型的異常，需要捕獲異常才能判斷內(nèi)存開辟成功或失敗，new運算符其實是operator new函數(shù)的調(diào)用，它底層實現(xiàn)也是調(diào)用的malloc函數(shù)，new它比malloc多的就是初始化功能，對于類類型來說，所謂初始化，就是調(diào)用相應的構(gòu)造函數(shù)。

• malloc開辟的內(nèi)存是通過free來釋放的；而new單個元素內(nèi)存，用的是delete，如果new[]數(shù)組，用的是**delete[]**來釋放內(nèi)存的。

• malloc開辟內(nèi)存只有一種方式，而new有四種分別是普通的new（內(nèi)存開辟失敗拋出bad_alloc異常）, nothrow版本的new，const new以及定位new。

• new/delete會調(diào)用對象的構(gòu)造函數(shù)/析構(gòu)函數(shù)以完成對象的構(gòu)造/析構(gòu)，而malloc不會

• new/delete可以被重載，但malloc/free不能

• new/delete 和 new[]/delete[] 在自定義的類類型對象有析構(gòu)函數(shù)時，不能混用

9. 指針和引用區(qū)別

• 指針本質(zhì)是地址，有自己的一塊空間，引用本質(zhì)是某一個變量的別名；
• 指針初始化可以為空，引用初始化必須有確定的對象（取別名的本體要存在，否則不存在別名一說）；
• 指針大小為指針本身的大小，為4字節(jié)（32位機器為4,64位機器為8），引用的大小是變量的大小；
• 指針可以改變指向，但引用不行（一旦為A的別名，不能再成為B的別名）；
• 引用比指針安全（指針可能存在野指針的情況）；

10.C++中內(nèi)存分區(qū)

• 五大分區(qū)：棧、自由存儲區(qū)、堆、全局/靜態(tài)存儲區(qū)、常量存儲區(qū)

• 棧區(qū)：編譯器自行開辟自行釋放的內(nèi)存區(qū)，一半存放局部變量和函數(shù)參數(shù)等。

• 自由存儲區(qū)：一般是malloc開辟的空間，與堆區(qū)類似，但不等價于堆區(qū)，幾乎所有的編譯器都用堆來實現(xiàn)自由存儲（堆是操作系統(tǒng)維護的一塊內(nèi)存，而自由存儲是C++通過new/delete實現(xiàn)動態(tài)內(nèi)存分配和釋放對象的抽象概念）。

• 堆區(qū)：由程序員手動開辟手動釋放，一般是new開辟的空間（new開辟的也可能在自由存儲區(qū)），如果程序員不釋放，OS可能回收，但也可能造成內(nèi)存泄露。

• 全局/靜態(tài)存儲區(qū)：存放全局變量，靜態(tài)變量（static關(guān)鍵字修飾的），一般是被共享的。

• 常量存儲區(qū)：保存常量，這部分的數(shù)據(jù)不允許被修改。

11. 野指針

• 野指針是指向不可用內(nèi)存的指針（并不是指向nullptr，不能用if判斷一個指針是否是野指針，良好的編程習慣是杜絕野指針的唯一方法）。

• 野指針形成原因：

  • 指針變量沒有被初始化。任何指針變量剛被創(chuàng)建時不會自動生成nullptr指針，它的指向是隨機的，在創(chuàng)建指針時應當被初始化，要么將指針指向nullptr，要么讓它指向合法的地址。

  • 指針被free和delete（只是將內(nèi)存釋放，并沒有把指針干掉）后沒有置為nullptr。

  • 指針操作超出了變量的作用范圍，比如某個函數(shù)結(jié)束后，其局部變量會銷毀，此時如果指針指向該變量，在其他地方是不能使用的。

    int *p; {int a;p=&a;cout<<*p<<endl; } cout<<*p<<endl; //此時p成為野指針，因為其所指向的局部變量a過了生命期

12. 類的默認函數(shù)

一個空類會生成以下默認函數(shù)：默認構(gòu)造函數(shù)、默認析構(gòu)函數(shù)、默認拷貝構(gòu)造函數(shù)、默認拷貝賦值函數(shù)

13. class和struct區(qū)別

• class默認繼承訪問權(quán)限為private繼承，而struct是public繼承

• class默認訪問屬性是private，而struct是public

• class具有繼承、多態(tài)等性質(zhì)，而struct不具備

• class能夠定義模板函數(shù)，而struct不行

14. 構(gòu)造函數(shù)中初始值列表的必要性

在執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)時，當執(zhí)行到函數(shù)體內(nèi)部時，所有的數(shù)據(jù)成員就已經(jīng)在內(nèi)存中創(chuàng)建，并利用類內(nèi)默認值初始化（如果類內(nèi)提供了初始值）。

對于引用類型的成員或是有const修飾符的成員，必須要利用初始值列表進行初始化，否則將會錯過初始化的時機，無法完成初始化。

• 必須在初始值列表中定義的數(shù)據(jù)成員
  • 引用類型的成員
  • 有const修飾符的成員
  • 沒有默認構(gòu)造函數(shù)的類類型

15. 虛函數(shù)

• 虛函數(shù)是C++實現(xiàn)多態(tài)的重要保障，當類中有虛函數(shù)時，就存在一個虛函數(shù)指針指向虛函數(shù)表，虛函數(shù)表存放著虛函數(shù)的地址

• 派生類繼承基類時，虛函數(shù)指針和虛函數(shù)表都繼承了，當派生類重寫基類的虛函數(shù)后，派生類的虛函數(shù)表存的地址就變成了派生類重寫的虛函數(shù)地址

• 當基類指針或引用指向派生類時，就產(chǎn)生了多態(tài)

• 含有純虛函數(shù)，則為抽象類，不能被實例化

  virtual void get() = 0; //純虛函數(shù)

16. 繼承中的訪問權(quán)限

• 派生類繼承基類

  class Student :public Person{ //若省略public，則默認為private繼承... }

• 若派生類public繼承基類，派生類能否訪問基類中的成員，取決于其在基類中的訪問限定聲明；若為private，則派生類不能訪問；一般我們采用protected來修飾基類中的成員，以實現(xiàn)在派生類中的訪問權(quán)限

  class Base { private:int m_pri; //private 成員， 在基類以外的地方，均不能被訪問 protected:int m_pro; //protected 成員， 在派生類中可被訪問，在其他地方不能被訪問 public:int m_pub; //public 成員， 在類內(nèi)類外均可被訪問 }; class PubDerv :public Base {void foo() {m_pri = 10;//錯誤：不能訪問 Base 類私有成員m_pro = 1; //正確：可以訪問 Base 類受保護成員} }; void test() {Base b;b.m_pro = 10;//錯誤：不能訪問 Base 受保護成員 }

• protected修飾符可以看作是private和public的混合物

  • 和公有成員類似，基類中受保護（protected）的成員在其派生類里是可以訪問的
  • 和私有成員類似，基類中受保護的成員在類外是無法訪問的

17. C++防止頭文件重復包含

兩種方式防止頭文件重復包含

• ifndef語句，如下為myHeader.h

  #ifndef MYHEADER_H #define MYHEADER_H // 頭文件主題 #endif // !MYHEADER_H

• #pragma once語句

  #pragma once // 頭文件主題

由于第二種是windows下的，建議使用第一種

18.TCP連接和斷開

• 三次握手

• 四次揮手

19. 長連接和短連接

長連接和短連接指的是TCP的長連接和TCP的短連接。

• TCP長連接：TCP長連接指建立連接后保持連續(xù)而不斷，如一段時間沒有數(shù)據(jù)交互，保活定時器超時后，服務端會發(fā)送探測報文給客戶端檢測客戶端是否在線。連接—傳輸數(shù)據(jù)—保活—傳輸數(shù)據(jù)—保活—…。
• TCP短連接：指建立并傳輸數(shù)據(jù)完成后立即斷開。連接—傳輸數(shù)據(jù)—斷開。
• 應用場景：長連接適用單對單通信且連接數(shù)不太多的情況，短連接適用于連接數(shù)多且經(jīng)常需要更換連接對象的情況。
• 說明：HTTP/1.0中，默認使用短連接，HTTP/1.1起，默認使用長連接。HTTP的長連接也不是永久保持連接，保活計時器超時后，探測報文沒回應，那么也會斷開連接。

20. 進程和線程區(qū)別

• 進程是操作系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的基本單位，而線程是操作系統(tǒng)進行運行調(diào)度的最小單位，包含在進程中，是進程中實際工作的單位；
• 線程存在于進程之中，與進程是多對一的關(guān)系，一個進程可以存在多個線程，這些線程共享進程資源；
• 進程有自己的獨立地址空間，每啟動一個進程，系統(tǒng)就會為他分配地址空間，建立數(shù)據(jù)表來維護代碼段、堆棧段和數(shù)據(jù)段，這種操作非常昂貴；線程則共享進程的空間及數(shù)據(jù)。
• 線程之間的通信更方便（共享全局變量、靜態(tài)變量等數(shù)據(jù)），而進程通信需要以通信方式（管道、消息隊列、信號量、共享存儲、socket、streams）進行。
• 多進程程序更健壯，多線程程序只有有一個線程死掉，整個進程也死掉了。而一個進程死掉，不影響另外一個進程，因為進程有獨立空間。

21. 進程通信和線程通信

• 進程間通信方式（InterProcess Communication, IPC）
  • （無名）管道（pipe）：是一種半雙工的通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動，而且只能在具有親緣關(guān)系的進程間使用。進程的親緣關(guān)系通常是指父子進程關(guān)系。
  • 命名管道（namedpipe）：可以在無關(guān)進程之間交換數(shù)據(jù)。
  • 消息隊列（messagequeue）：是消息的鏈接表，存放在內(nèi)核中，一個消息隊列由一個標識符（隊列ID）來標識。消息隊列是面向記錄的，其中的消息具有特定的格式以及特定的優(yōu)先級；獨立于發(fā)送與接收進程，進程終止時，消息隊列及其內(nèi)容不會被刪除；可以實現(xiàn)消息的隨機查詢。
  • 信號量（semophore）：它是一個計數(shù)器，用于實現(xiàn)進程間的互斥與同步，而不是用于存儲進程間通信數(shù)據(jù)。用于進程間同步，若要在進程間傳遞數(shù)據(jù)需要結(jié)合共享內(nèi)存。
  • 共享內(nèi)存（shared memory）：指兩個或多個進程共享一個給定的存儲區(qū)。共享內(nèi)存是最快的IPC，因為進程是直接對內(nèi)存進行存取；因為多個進程可以同時操作，所以需要同步；信號量+共享內(nèi)存通常結(jié)合在一起使用，信號量用來同步對共享內(nèi)存的訪問。
  • 套接字（socket）：是一種進程間通信機制，與其他通信機制不同的是，它可用于不同設備及其間的進程通信。
  • 總結(jié)
    • 管道：速度慢，容量有限，只有父子進程能通訊
    • 命名管道：任何進程間都能通訊，但速度慢
    • 消息隊列：容量受到系統(tǒng)限制，且要注意第一次讀的時候，要考慮上一次沒有讀完數(shù)據(jù)的問題
    • 信號量：不能傳遞復雜消息，只能用來同步
    • 共享內(nèi)存：能夠很容易控制容量，速度快，但要保持同步，比如一個進程在寫的時候，另一個進程要注意讀寫的問題，相當于線程中的線程安全
• 線程間通信方式
  • 鎖機制：互斥鎖、條件變量、讀寫鎖
  • 信號量機制：無名線程信號量和命名線程信號量

22. 線程池

由于線程的創(chuàng)建和銷毀需要消耗資源，當線程頻繁創(chuàng)建和銷毀時或者線程創(chuàng)建和銷毀的時間大于線程執(zhí)行的時間，那么單純的采用線程創(chuàng)建/銷毀策略明顯不合適，所以有了線程池的概念，線程池中存放一定數(shù)量創(chuàng)建好的線程，需要用的時候拿出來用，用完之后再放到池子里。

• 線程池的好處就是

  • 降低了頻繁創(chuàng)建銷毀線程的開銷；
  • 提高了響應速度；
  • 提高了線程的可管理性；

• 線程池組成部分

  • 線程管理池：用于創(chuàng)建和管理線程池，有創(chuàng)建、銷毀、添加新任務
  • 工作線程：線程池中的線程，其在沒有任務的時候處于等待狀態(tài)，可以循環(huán)的執(zhí)行任務
  • 任務隊列：用于存放沒有處理的任務，提供一種緩存機制
  • 任務接口：每個任務必須實現(xiàn)接口，以供工作線程調(diào)度任務的執(zhí)行，規(guī)定了任務的入口及執(zhí)行結(jié)束的收尾工作和任務的執(zhí)行狀態(tài)等

• 線程池工作流程

  • 判斷順序：核心線程池、隊列、線程池

23. 實踐中優(yōu)化MySQL

• SQL語句及索引的優(yōu)化；
• 數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；
• 系統(tǒng)配置的優(yōu)化；
• 硬件的優(yōu)化。

上述四條從效果上來說，第一條影響最大，后面越來越小。

24. 設計高并發(fā)的系統(tǒng)

• 數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化，包括合理的事務隔離級別、SQL語句優(yōu)化、索引優(yōu)化
• 使用緩存，盡量減少數(shù)據(jù)庫IO操作；
• 分布式數(shù)據(jù)庫、分布式緩存；
• 服務器的負載均衡。

25. 小端和大端機器

• 小端/大端的區(qū)別是指低位數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存低位還是內(nèi)存高位。
• 小端機器：數(shù)據(jù)低位存儲在內(nèi)存低位，數(shù)據(jù)高位則存儲在內(nèi)存高位；
• 大端機器：數(shù)據(jù)低位存儲在內(nèi)存高位，數(shù)據(jù)高位存儲在內(nèi)存低位。
• 目前絕大多數(shù)都是小端機器，符合人們的邏輯思維的數(shù)據(jù)存儲方式。

26. strlen和sizeof區(qū)別

• strlen就算字符串長度
• sizeof會將結(jié)束符算進去

strlen("12345678");//8 sizeof("12345678");//9 char str1[] = { 'a','b', 'c', 'd', 'e', '\0', 'a', 'b' }; int s1 = strlen(str1); //5 int s1_ = sizeof(str1); //8char str2[] = "abcde"; int s2 = strlen(str2); //5 int s2_ = sizeof(str2); //6char *str3 = "abcde"; int s3 = strlen(str3); //5 int s3_ = sizeof(str3); //4int str4[10] = "abc"; int s4 = strlen(str4); //3 int s4_ = sizeof(str4); //10

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++后端面试题目的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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