面试没答上来的

目录

• C++

  • struct 为什么要用内存对齐
  • static 关键字的作用
  • C++ 内存分布
  • 虚函数的作用
  • extern 的作用
  • 动态链接库（DLL)

• 操作系统

  • 进程之间的通信方式
  • 共享内存
  • I/O多路复用
  • 用户态和内核态

• 网络

  • TCP 为什么可靠
  • TCP 包的标记
  • Websocket建立过程

C++

struct 为什么要用内存对齐

struct 内部每个成员按自身大小对齐。struct 末尾紧贴着一个相同类型的 struct，也能够使下一个 struct 内成员对齐。

CPU 在内存读取数据的时候是 4 字节 / 8 字节 （CPU字长）为一块读取的，如果内存不对齐：例如字长为 4 字节的 CPU 读取 int 时，可能会需要分成俩块读取。

static 关键字的作用

使得变量只属于当前作用域，且不会被删除。变量放在静态区内。

C++ 内存分布

虚函数的作用

将父类函数标虚，可以在 父类指针指向派生类 执行函数时，执行派生类函数，而不是父类（多态的实现）。每个函数内都有一个虚函数指针 *__vprt 指向一个函数指针数组，这个函数指针数组就是虚函数表。

extern 的作用

C 中：extern 修饰后只声明不定义。如 extern int i; 是声明 int i; 是定义。不同文件中使用同一个变量，只有一个文件能定义，其他必须用声明。

C++ 中：extern "C" 可以使得变量或者函数按照 C 的模式编译，即不支持函数重载等功能，从而使得 C++ 与 C 文件可以混合编译。

动态链接库（DLL)

静态链接库：在编译期间装载。

动态链接库：可以动态装载；与可执行文件独立（更新不需要重新编译）；与编译器和语言无关；节约内存，多个应用可以使用一个 DLL；可以隐藏具体实现代码。但是会牺牲少量性能。

操作系统

进程之间的通信方式

管道; 消息队列; 共享内存; 信号量; 信号; 套接字;

共享内存

开辟一段内存空间，再使得多个程序的虚拟地址空间映射这个地址，就可以共享这一块区域，但是需要加锁，因为不能不同的进程同时读写。

I/O多路复用

select，poll，epoll本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的，而异步I/O则无需自己负责进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间。

用户态和内核态

区别是 CPU 执行进程的状态，即 CPU指令集的等级：用户（Ring 3），内核（Ring 0）。用户态无法直接访问内核的功能，只能通过系统调用间接执行功能，保障系统安全。

态切换的三种情况

• 系统调用：由用户态的程序请求系统调用，从而执行系统调用服务程序
• 产生异常: 程序发生了意料之外的错误
• 外设中断: 键盘输入 / 硬盘读写完成

网络

TCP 为什么可靠

解决干扰：为了能够检测到数据包在传输过程中是否发生了差错，TCP 包中引入了 checksum。

解决乱序和冗余：TCP 的发送端和接收端各自独立维护一个 seq。

解决丢包：TCP 中存在 ACK 包确认收取。

TCP 包的标记

URG：紧急比特，1bit，当 URG=1 时，表明紧急指针字段有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送(相当于高优先级的数据

ACK：确认比特，1bit，只有当 ACK=1时确认号字段才有效。当 ACK=0 时，确认号无效

PSH：推送比特，1bit，接收方 TCP 收到推送比特置1的报文段，就尽快地交付给接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付

RST：复位比特，1bit，当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错(如由于主机崩溃或其他原因)，必须释放连接，然后再重新建立运输连接

SYN：同步比特，1bit，同步比特 SYN 置为 1，就表示这是一个连接请求或连接接受报文

FIN：终止比特，1bit，用来释放一个连接。当FIN=1 时，表明此报文段的发送端的数据已发送完毕，并要求释放运输连接

Websocket建立过程

连接建立过程

• 客户端发送GET请求，其中包括upgrade：websocket
• 服务器发送响应，包括switching protocol
• 连接成功建立