后端开发工程师 面试题大杂烩

以下题目来自于牛客网的面经真题，希望能对大伙有帮助。

• 7层网络模型

  物数网传会表应
  应用层：针对特定应用的协议，为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。包括文件传输、电子邮件、远程登录等协议。
  
  表示层：将来自下一层的数据转换为上层能够处理的格式。负责数据转换、格式化、文本压缩等。
  
  会话层：负责建立和断开通信连接（数据流动的逻辑通路），以及数据的分割等数据传输相关的管理。
  
  传输层：管理两个节点之间的数据传输。
  
  网络层：地址管理和路由选择。
  
  数据链路层：互联设备之间传送和识别帧。
  
  物理层：以二进制形式在在物理媒体上传输数据。

•  应用层协议了解哪些 传输层协议了解哪些 

  应用层常见协议：Http、Telnet、POP、DNS、FTP
  
  传输层协议：TCP、UDP

• TCP/UDP区别 

  TCP 面向连接（如打电话要先拨号建立连接）提供可靠的服务，UDP 是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接，UDP 尽最大努力交付，即不保证可靠交付。
  
  UDP 具有较好的实时性，工作效率比 TCP 高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
  
  每一条 TCP 连接只能是一对一的，UDP 支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。
  
  UDP 分组首部开销小，TCP 首部开销 20 字节，UDP 的首部开销小，只有 8 个字节。
  
  TCP 面向字节流，实际上是 TCP 把数据看成一连串无结构的字节流，UDP 是面向报文的一次交付一个完整的报文，报文不可分割，报文是 UDP 数据报处理的最小单位。
  
  UDP 适合一次性传输较小数据的网络应用，如 DNS，SNMP 等。

• TCP如何使传输可靠

  校验和：TCP 将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP 将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段。
  
  序列号：TCP 传输时将每个字节的数据都进行了编号，这就是序列号。（为了应对延时抵达和排序混乱）。每个连接都会选择一个初始序列号，初始序列号（视为一个 32 位计数器），会随时间而改变（每 4 微秒加 1）。因此，每一个连接都拥有不同的序列号。序列号的作用不仅仅是应答的作用，有了序列号能够将接收到的数据根据序列号排序，并且去掉重复序列号的数据。这也是 TCP 传输可靠性的保证之一。
  
  确认应答：TCP 传输的过程中，每次接收方收到数据后，都会对传输方进行确认应答。也就是发送 ACK 报文。这个 ACK 报文当中带有对应的确认序列号，告诉发送方，接收到了哪些数据，下一次的数据从哪里发。
  
  超时重传：超时重传机制。简单理解就是发送方在发送完数据后等待一个时间，时间到达没有接收到 ACK 报文，那么对刚才发送的数据进行重新发送。如果是刚才第一个原因，接收方收到二次重发的数据后，便进行 ACK 应答。如果是第二个原因，接收方发现接收的数据已存在（判断存在的根据就是序列号，所以上面说序列号还有去除重复数据的作用），那么直接丢弃，仍旧发送 ACK 应答。那么发送方发送完毕后等待的时间是多少呢？如果这个等待的时间过长，那么会影响 TCP 传输的整体效率，如果等待时间过短，又会导致频繁的发送重复的包。如何权衡？由于 TCP 传输时保证能够在任何环境下都有一个高性能的通信，因此这个最大超时时间（也就是等待的时间）是动态计算的。
  
  连接管理：说白了就是三次握手四次挥手。
  
  流量控制：当接收方来不及处理发送方的数据，能提示发送方降低发送的速率，防止包丢失。
  
  拥塞控制：拥塞控制是 TCP 在传输时尽可能快的将数据传输，并且避免拥塞造成的一系列问题。是可靠性的保证，同时也是维护了传输的高效性。

• 如何实现多路复用IO

  1) select
  fd_set 使用数组实现
  1 fd_size 有限制 1024 bitmap，fd[i] = accept()
  2 fdset不可重用，新的fd进来，重新创建
  3 用户态和内核态拷贝产生开销
  4 O(n)时间复杂度的轮询
  结果：成功调用返回结果大于 0，出错返回结果为 -1，超时返回结果为 0
  返回：具有超时时间
  
  2) poll
  基于结构体存储fd
  struct pollfd{
  int fd;
  short events;
  short revents; //可重用
  }
  解决了select的1,2两点缺点
  
  3) epoll
  解决select的1，2，3，4；
  不需要轮询，时间复杂度为O(1)；
  epoll_create 创建一个白板 存放fd_events；
  epoll_ctl 用于向内核注册新的描述符或者是改变某个文件描述符的状态。已注册的描述符在内核中会被维护在一棵红黑树上；
  epoll_wait 通过回调函数内核会将 I/O 准备好的描述符加入到一个链表中管理，进程调用 epoll_wait() 便可以得到事件完成的描述符；
  
  两种触发模式：
  LT:水平触发
  当 epoll_wait() 检测到描述符事件到达时，将此事件通知进程，进程可以不立即处理该事件，下次调用 epoll_wait() 会再次通知进程。是默认的一种模式，并且同时支持 Blocking 和 No-Blocking。
  
  ET:边缘触发
  和 LT 模式不同的是，通知之后进程必须立即处理事件。
  下次再调用 epoll_wait() 时不会再得到事件到达的通知。很大程度上减少了 epoll 事件被重复触发的次数，
  因此效率要比 LT 模式高。只支持 No-Blocking，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。
  ————————————————
  版权声明：本文为CSDN博主「相偎」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
  原文链接：https:///u013932564/article/details/127227091

• 让你实现一个RPC框架，应该要考虑哪些点

  1、通过网络，要发送哪些数据，比如至少得发送类名或者接口名，要调用的方法名、调用方法时传入的参数等。
  
  2、方法参数如果是对象，那么如果要考虑网络发送对象的问题，就需要考虑序列化和反序列化的问题了，使用何种序列化机制，也是要考虑的问题。
  
  3、确定好了要发送的数据后，那通过什么方式发出去呢，是直接通过Socket发送，或者是http发送呢。
  
  4、如果利用http来发，那就是用http1.1，或者是http2呢，请求头放什么数据，请求体放什么数据，都是问题。
  
  5、如何直接通过socket来发，那就需要自己设计一个数据格式了，类似于htp协议，不然服务器接收到字节流之后无法解析字节流。
  
  6、确定好数据格式和网络传输方式之后，就需要考虑是否支持异步功能了，是否支持回调功能。
  
  7、另外想负载均衡、服务容错、服务路由、服务重试等功能也要逐一考虑。
  ————————————————
  版权声明：本文为CSDN博主「一只傻阿Z」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
  原文链接：https:///qq_34069570/article/details/128111786

•  三次握手为什么是三次  四次挥手为什么是四次

  三次握手：
  1、刚开始客户端和服务端都是处于关闭的状态，而且服务器 B 端一直处于监听的状态，时刻监听是否有建立连接的请求；
  2、当有客户端需要建立连接的时候就会发送一个确定连接的报文，此报文是同步报文SYN = 1，并且会生成一个随机的序号 seq = x，这是第一次握手；
  3、当服务端接收到请求连接报文的时候，会发送一个同步报文确认报文，此报文 SYN = 1，并且 ACK = 1，同时服务端也会随机生成一个 seq = y，并将 ack 设置成 x + 1，回传给客户端，这是第二次握手；
  4、当客户端接收到服务端的 ACK 报文后，会回复一个 ACK 确认报文，用于确认确认报文已经收到，此报文 ACK = 1，seq = x + 1, ack = y + 1，这是第三次握手；
  这里有个点说明一下：大写的 ACK 表示报文的类型是确认报文，小写的 ack 是报文里面的确认号，这个确认号是上一次握手对方的 seq 值加 1 得到。
  
  第一次握手：第一次握手是客户端发送同步报文到服务端，这个时候客户端是知道自己具备发送数据的能力的，但是不知道服务端是否有接收和发送数据的能力；
  
  第二次握手：当服务端接收到同步报文后，回复确认同步报文，此时服务端是知道客户端具有发送报文的能力，并且知道自己具有接收和发送数据的能力，但是并不知道客户端是否有接收数据的能力；
  
  第三次握手：当客户端收到服务端的确认报文后，知道服务端具备接收和发送数据的能力，但是此时服务端并不知道自己具有接收的能力，所以还需要发送一个确认报文，告知服务端自己是具有接收能力的。
  
  四次挥手：
  1、客户端发起 FIN 断开连接的报文，携带随机生成的 seq 值 u，发送给服务端，并且自己处于 FIN-WSIT 状态，这是第一次挥手；
  2、服务端接收到 FIN 报文后，回复一个确认报文，其中 ACK = 1，随机生成一个 seq，以及 ack = u + 1，这是第二次挥手；
  3、当服务端数据发送完了过后，再发送一个 FIN 报文给客户端，通知客户端，服务端准备关闭连接了，此报文 FIN = 1，ACK = 1，ack = u + 1，seq = w，这是第三次挥手；
  4、当客户端收到 FIN 确认报文时再发送一个FIN 的确认报文，其中 ACK = 1，seq = u + 1，ack = w + 1，并进入 TIME-WAIT 状态，当等待 2MSL 后关闭连接，这是第四次挥手。
  
  第一次挥手客户端发起关闭连接的请求给服务端；
  
  第二次挥手：服务端收到关闭请求的时候可能这个时候数据还没发送完，所以服务端会先回复一个确认报文，表示自己知道客户端想要关闭连接了，但是因为数据还没传输完，所以还需要等待；
  
  第三次挥手：当数据传输完了，服务端会主动发送一个 FIN 报文，告诉客户端，表示数据已经发送完了，服务端这边准备关闭连接了。
  
  第四次挥手：当客户端收到服务端的 FIN 报文过后，会回复一个 ACK 报文，告诉服务端自己知道了，再等待一会就关闭连接。

• https加密过程（详细）

  1、首先呢，客户端先向服务端发送加密通信(https)请求，这次请求中包括：
  SSL/TSL版本号
  加密套件，也就是客户端支持的加密算法列表
  产生一个随机数，我们叫他为第1随机数
  有一个Client Hello字符串
  2、服务器收到请求后，向客户端发出响应：
  确认SSL/TSL版本号，如果客户端不支持，那么就关闭通信
  确认的加密算法列表
  生成一个随机数，我们叫第2随机数
  3、服务器再向客户端发送数字证书，这里敲重点了。服务器会把自己的公钥注册到CA(第三方证书机构)，然后CA拿自己的私钥对服务器的公钥进行处理并颁发数字证书。
  4、服务器将公钥发送给客户端
  5、服务器发送Hello Done，表示发送完毕
  6、客户端收到服务端一系列响应后，确认数字证书和公钥，没有问题后向服务端发送：
  生成一个随机数，我们叫第3随机数或者预主密钥，此预主密钥会通过公钥进行加密
  客户端握手结束通知，表示客户端的握手结束
  7、服务端收到客户端数据后，使用私钥对加密后的预主密钥进行解密，没有其他人知道预主密钥，因为它加密了，除非服务器私钥泄漏。然后服务端通过第一、二、预主密钥计算出会话密钥。客户端也计算出了会话密钥。
  8、服务端向客户端发送：
  加密通信算法改变通知，以后通过会话密钥通信
  服务端握手结束
  到此为止，SSL/TSL握手结束，在此之后都会通过会话密钥来进行加密和解密，也就是对称加密。
  ————————————————
  版权声明：本文为CSDN博主「兴涛」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
  原文链接：https:///m0_46672151/article/details/123744429

• 浏览器寻址url过程？

  首先，在浏览器地址栏中输入url
  浏览器先查看浏览器缓存-系统缓存-路由器缓存，如果缓存中有，会直接在屏幕中显示页面内容。若 没有，则跳到第三步操作。
  在发送http请求前，需要域名解析(DNS解析)，解析获取相应的IP地址。
  浏览器向服务器发起tcp连接，与浏览器建立tcp三次握手。
  握手成功后，浏览器向服务器发送http请求，请求数据包。
  服务器处理收到的请求，将数据返回至浏览器
  关闭TCP连接（四次挥手）
  浏览器收到响应结果解析html代码并请求资源(js、css、图片等)
  浏览器进行页面布局渲染
  ————————————————
  版权声明：本文为CSDN博主「小栗子～」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
  原文链接：https:///weixin_52793430/article/details/124488142

• git冲突怎么处理、merge和rebase的区别

  git解决冲突有两种办法：
  rebase
  merge
  先说结论，解决冲突时尽量使用rebase。原因是因为rebase可以使得提交历史更加清晰，代码更加健壮。
  rebase与merge的区别：
  rebase：重定义起点，相当于将冲突分支整体“迁移”至另一分支上。
  merge：聚合分支，将冲突分支和另一分支“聚合”合并至新节点上。
  
  区别：
  1、不同于 git rebase的是，git merge 在不是 fast-forward（快速合并）的情况下，会产生一条额外的合并记录，类似Merge branch 'xxx' into 'xxx'的一条提交信息。
  2、另外，在解决冲突的时候，用 merge 只需要解决一次冲突即可，简单粗暴，而用 rebase 的时候 ，需要一次又一次的解决冲突。
  
  

• 如何发现Redis 已过期key

  TTL 接口定义：TTL key　　　　
  接口描述：获取key的过期时间。如果key存在过期时间，返回剩余生存时间(秒)；如果key是永久的，返回-1；如果key不存在或者已过期，返回-2。 
  
  PTTL 接口定义：PTTL key　　　　
  接口描述：获取key的过期时间。如果key存在过期时间，返回剩余生存时间(毫秒)；如果key是永久的，返回-1；如果key不存在或者已过期，返回-2。
  
  作者：啊强啊
  链接：https://www.zhihu.com/question/452104902/answer/1809457553
  来源：知乎
  著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

• 为什么redis里用跳表不用搜索平衡树

  从内存占用上来比较，跳表比平衡树更灵活一些。平衡树每个节点包含 2 个指针（分别指向左右子树），而跳表每个节点包含的指针数目平均为 1/(1-p)，具体取决于参数 p 的大小。如果像 Redis里的实现一样，取 p=1/4，那么平均每个节点包含 1.33 个指针，比平衡树更有优势。
  
  在做范围查找的时候，跳表比平衡树操作要简单。在平衡树上，我们找到指定范围的小值之后，还需要以中序遍历的顺序继续寻找其它不超过大值的节点。如果不对平衡树进行一定的改造，这里的中序遍历并不容易实现。而在跳表上进行范围查找就非常简单，只需要在找到小值之后，对第 1 层链表进行若干步的遍历就可以实现。
  
  从算法实现难度上来比较，跳表比平衡树要简单得多。平衡树的插入和删除操作可能引发子树的调整，逻辑复杂，而跳表的插入和删除只需要修改相邻节点的指针，操作简单又快速。

• redis数据怎么设置过期时间，原理是什么，让你来设计过期机制你会怎么设计

  虽然有多种不同单位和不同形式的设置命令，但实际上 EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT 三个命令都是使用PEXPIREAT 命令来实现的：无论客户端执行的是以上四个命令中的哪一个，经过转换之后，最终的执行效果都和执行 PEXPIREAT 命令一样。
  
  redisDb 结构的 expires 字典保存了数据库中所有键的过期时间，我们称这个字典为过期字典
  过期字典的键是一个指针，这个指针指向键空间中的某个键对象（也即是某个数据库键）。
  过期字典的值是一个 long long 类型的整数，这个整数保存了键所指向的数据库键的过期时间——一个毫秒精度的 UNIX 时间戳。
  
  Redis 采用的过期策略:
  懒汉式删除+定期删除
  懒汉式删除流程：
  
  1、在进行 get 或 setnx 等操作时，先检查 key 是否过期；
  2、若过期，删除 key，然后执行相应操作；
  3、若没过期，直接执行相应操作；
  4、定期删除流程（简单而言，对指定个数个库的每一个库随机删除小于等于指定个数个过期 key）：
  5、遍历每个数据库（就是 redis.conf 中配置的 ”database” 数量，默认为 16）
  6、检查当前库中的指定个数个 key（默认是每个库检查 20 个 key，注意相当于该循环执行 20 次，循环体是下边的描述）
  7、如果当前库中没有一个 key 设置了过期时间，直接执行下一个库的遍历
  8、随机获取一个设置了过期时间的 key，检查该key是否过期，如果过期，删除 key
  9、判断定期删除操作是否已经达到指定时长，若已经达到，直接退出定期删除。

• MySQL覆盖索引是什么

  覆盖索引（covering index ，或称为索引覆盖）即从非主键索引中就能查到的记录，
  而不需要查询主键索引中的记录，避免了回表的产生减少了树的搜索次数，显著提升性能。
  

• 管道通信的原理

  管道的本质就是内核在内存中开辟了一个缓冲区，这个缓冲区与管道文件相关联，对管道文件的操作
  ，被内核转换成对这块缓冲区的操作。

• fork()创建子进程会继承父进程哪些文件相关的内容？

  父进程经过fork()以后，父进程和子进程拥有相同内容的代码段、数据段和用户堆栈，就像父进程把自己克隆了一遍。事实上，父进程只复制了自己的PCB块。而代码段，数据段和用户堆栈内存空间并没有复制一份，而是与子进程共享。只有当子进程在运行中出现写操作时，才会产生中断，并为子进程分配内存空间。
  ————————————————
  版权声明：本文为CSDN博主「qq_42270373」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
  原文链接：https:///qq_42270373/article/details/97264001

• 讲一下k8s、有哪些组件和作用

  Kubernetes是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单高效，Kubernetes提供了应用部署、规划、更新、维护的一种机制。
  
  1、kube-apiserver是整个K8S集群中，与Etcd直接交互，控制着集群中核心资源变化，提供了K8S各类资源对象（pod,RC,Service等）的增删改查及watch等HTTP Rest接口，是整个系统的数据总线和数据中心。
  
  2、Kube-scheduler调度器是一个控制面进程，负责将 Pods 指派到节点上。 调度器基于约束和可用资源为调度队列中每个 Pod 确定其可合法放置的节点。 调度器之后对所有合法的节点进行排序，将 Pod 绑定到一个合适的节点。 
  
  3、Controller Manager作为集群内部的管理控制中心，负责集群内的Node、Pod副本、服务端点（Endpoint）、命名空间（Namespace）、服务账号（ServiceAccount）、资源定额（ResourceQuota）的管理，当某个Node意外宕机时，Controller Manager会及时发现并执行自动化修复流程，确保集群始终处于预期的工作状态。
  
  4、Kubernetes网络代理运行在node 上，它反映了node 上 Kubernetes API中定义的服务，并可以通过一组后端进行简单的TCP、UDP和 SCTP流转发或者在一组后端进行循环TCP、UDP和 SCTP 转发，用户必须使用apiserver API创建一个服务来配置代理，其实就是kube-proxy通过在主机上维护网络规则并执行连接转发来实现Kubernetes服务访问。
  
  5、Kubelet 是 kubernetes 工作节点上的一个代理组件，运行在每个节点上，监视已经分配给节点的Pod
  
  6、kubectl 是 Kubernetes 的命令行工具（CLI），是 Kubernetes 用户和管理员必备的管理工具。
  
  7、Dashboard是基于网页的Kubernetes用户界面，可以使用Dashboard获取运行在集群中的应用的概览信息，也可以创建或者修改Kubernetes资源(如Deployment, Job,DaemonSet 等等)，也可以对Deployment实现弹性伸缩、发起滚动升级、重启 Pod或者使用向导创建新的应用。

• Redis如何解决大key的问题

  Redis使用者应该都遇到过大key相关的场景，比如：
  
  1、热门话题下评论、答案排序场景。
  
  2、大V的粉丝列表。
  
  3、使用不恰当，或者对业务预估不准确、不及时进行处理垃圾数据等。
  
  本质上指的是这个大key的value值过大
  
  
  对大key进行拆分处理
  我们可以将大key的键值对拆分，首先将value按照一定的规则拆分开来，按照key-value的方式存储起来，然后在将这些key按照一定的规则替换掉我们大key中的value，这样其实就是变相的将大key拆分了，我们存储的只是多个key。
  
  这样，拿到了大key的值后，在遍历获取对应的value即可。
  
  对大key的value值进行压缩处理
  我们可以使用序列化技术对我们的value进行压缩处理，这样便可缩小value的空间，使其达到合理的范围标准。这样也就完成了处理！
  
  对大key做有效时间的优化
  对我们大key做有效时间的控制，使其在超过了自己的失效，自动释放，来减少大key的危害。当我们发现做完压缩处理之后，数据依旧无法达到我们的标准，这时候，我们可以采用第一种方法继续处理，对其进行拆分，以达到我们的标准。
  
  监控Redis的使用情况
  可以用系统自带的功能，或者我们自己开发一套监控系统，来定时监控Redis的使用率，内存占用情况！如发现内存占用较多，或者短时间内内存增长过快，我们就要及时干预！
  
  以上方法中，前三种都是针对大key的本质来处理，减少value的过载，第四种就是我们运用一些辅助手段来完成监控及干预！
  ————————————————
  版权声明：本文为CSDN博主「ybb_ymm」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
  原文链接：https:///ybb_ymm/article/details/128451485