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数据库相关

mvcc与gap lock​

参考资料：

redis 的数据结构，持久化方式，缓存失效策略，穿透与雪崩的处理方式等​

参考资料：

binlog 的几种statement 及主从同步机制​

参考资料：浅谈 MySQL binlog 主从同步

MySQL数据表引擎有什么​

我常用的：InnoDB、MyISAM、MEMORY、CSV。

InnoDB和MyIsam区别​

InnoDB 支持事务、支持外键、支持崩溃修复和自增列，支持行级锁。

而 MyISAM 的查询效率较高、支持FULLTEXT全文索引，但不支持事务和外键，支持表级锁。

InnoDB 是聚簇索引，MyISAM 是非聚簇索引。

三范式、反三范式​

参考资料：数据库三大范式与反三范式

  1. 1NF：列不可拆分，具有原子性。
  2. 2NF：满足1NF**，有主键，非主键需要完全的依赖主键**,不能依赖部分。
  3. 3NF：满足2NF，非主键需要直接依赖主键,不能传递依赖。
  4. 反三范式：就是通过该增加冗余，聚合的手段来提升性能。

数据结构

如何实现一个LRU​

参考资料：https://juejin.cn/post/7027062270702125093

实现思路: 双向链表 + 哈希表

B+树和B树区别​

参考资料：树（Tree）

  • B 树的所有节点既存放键(key) 也存放数据(data)，而 B+树只有叶子节点存放 key 和 data，其他内节点只存放 key。
  • B 树的叶子节点都是独立的;B+树的叶子节点有一条引用链指向与它相邻的叶子节点。
  • B 树的检索的过程相当于对范围内的每个节点的关键字做二分查找，可能还没有到达叶子节点，检索就结束了。而 B+树的检索效率就很稳定了，任何查找都是从根节点到叶子节点的过程，叶子节点的顺序检索很明显。
  • 在 B 树中进行范围查询时，首先找到要查找的下限，然后对 B 树进行中序遍历，直到找到查找的上限；而 B+树的范围查询，只需要对链表进行遍历即可。

综上，B+树与 B 树相比，具备更少的 IO 次数、更稳定的查询效率和更适于范围查询这些优势。

分布式技术

CAP原理，为何不能共存​

参考资料：CAP原理和BASE思想 

如果CA满足看P是否能满足？​

我们来分析：当C（Consistency）一致性A（Availability）可用性都满足时会发生什么？为了保持数据的一致性，数据在各个节点间同步需要花费时间，同时保证服务可用意味着服务器的数量不能过多，因为过多就会导致数据同步时间过长，而导致超时触发熔断降级机制，这与可用性相悖。但是如果要满足容错的话就必须是多节点，而多节点意味着同步数据同步时间必定过长，这两无法做到同时满足所以就导致了情况1是无法满足。

如果AP满足看C能否满足？​

我们来分析：当A（Availability）可用性和P（Partition tolerance）分区容错性都满足的情况下会发生什么？服务器多节点部署，导致服务器数量剧增，同时需要保证服务节点可用，这就说明服务节点与节点之间的调用时间无法过长，否则就会导致服务节点不可用。如果在这种情况下，满足C（Consistency）一致性，就会出现服务器因同步数据而导致浪费大量的时间，导致服务器不可用（超过了规定时间范围），所以当AP满足时是无法同时满足C的。

如果CP满足看A是否能满足？​

我们来分析：当C（Consistency）一致性和P（Partition tolerance）分区容错性都满足时，这个时候的服务器情况是怎么样的？必定是数量多并且为了保证数据同步大量的服务器节点会进入“超长待机”状态，此时如果再让服务满足A（可用性）的话，就会出现大部分的服务节点不可用，线程池被挤爆，然后整个项目宕机。所以情况3是无法满足的。

RAFT选举流程​

参考资料：分布式系统的Raft算法

在极简的思维下，一个最小的 Raft 民主集群需要三个参与者（如下图：A、B、C），这样才可能投出多数票。初始状态 ABC 都是 Follower，然后发起选举这时有三种可能情形发生。下图中前二种都能选出 Leader，第三种则表明本轮投票无效（Split Votes），每方都投给了自己，结果没有任何一方获得多数票。之后每个参与方随机休息一阵（Election Timeout）重新发起投票直到一方获得多数票。这里的关键就是随机 timeout，最先从 timeout 中恢复发起投票的一方向还在 timeout 中的另外两方请求投票，这时它们就只能投给对方了，很快达成一致。

选出 Leader 后，Leader 通过定期向所有 Follower 发送心跳信息维持其统治。若 Follower 一段时间未收到 Leader 的心跳则认为 Leader 可能已经挂了再次发起选主过程。

网络通信

自底向上介绍7层以及分别有什么协议​

 参考资料：OSI七层模型与TCP/IP五层模型

应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据量路层、物理层。

传输层TCP和UDP区别​

TCP是面向连接的协议，在收发数据前必须和对方建立可靠的连接，建立连接的3次握手、断开连接的4次挥手，为数据传输打下可靠基础;UDP是一个面向无连接的协议，数据传输前，源端和终端不建立连接，发送端尽可能快的将数据扔到网络上，接收端从消息队列中读取消息段。

特性TCPUDP
连接性面向连接无连接
可靠性可靠不可靠
有序性有序无序
有界性有界无界
拥塞控制有无
传输速度慢快
量级重量级轻量级
头部大小大小

TCP和UDP可以对同一端口同时使用吗​

TCP、UDP可以同时绑定同一个端口，但是同一个端口在同一时刻不可以被同一种网络协议重复绑定。
原因如下：

  1. TCP的端口不是物理概念，仅仅是协议栈中的两个字节。
  2. TCP和UDP的端口完全没有任何关系，完全有可能又有一种XXP基于IP，也有端口的概念，这是完全可能的。
  3. TCP和UDP传输协议监听同一个端口后，接收数据互不影响，不冲突。因为数据接收时时根据 五元组(传输协议，源IP，目的IP，源端口，目的端口) 判断接受者的。

几种IO模型select、poll、epoll、kqueue的区别​

参考资料：select,poll,epoll,kqueue IO多路复用模型归纳总结区分

selectselect本质上是通过设置或者检查存放fd标志位的数据结构来进行下一步处理。这样所带来的缺点是：

* 单个进程可监视的fd数量被限制
* 需要维护一个用来存放大量fd的数据结构，这样会使得用户空间和内核空间在传递该结构时复制开销大
* 对socket进行扫描时是线性扫描
poll* poll本质上和select没有区别，它将用户传入的数组拷贝到内核空间，然后查询每个fd对应的设备状态，如果设备就绪则在设备等待队列中加入一项并继续遍历，如果遍历完所有fd后没有发现就绪设备，则挂起当前进程，直到设备就绪或者主动超时，被唤醒后它又要再次遍历fd。这个过程经历了多次无谓的遍历。
* 它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的，但是同样有一个缺点：大量的fd的数组被整体复制于用户态和内核地址空间之间，而不管这样的复制是不是有意义。
* poll还有一个特点是“水平触发”：如果报告了fd后，没有被处理，那么下次poll时会再次报告该fd。
epoll* epoll支持水平触发和边缘触发，最大的特点在于边缘触发，它只告诉进程哪些fd刚刚变为就需态，并且只会通知一次。
* 在前面说到的复制问题上，epoll使用mmap减少复制开销。
* 还有一个特点是，epoll使用“事件”的就绪通知方式，通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪，内核就会采用类似callback的回调机制来激活该fd，epoll_wait便可以收到通知。
* epoll 使用红黑树 (RB-tree) 数据结构来跟踪当前正在监视的所有文件描述符。
kqueue
* kqueue和epoll一样，都是用来替换select和poll的。不同的是kqueue被用在FreeBSD,NetBSD, OpenBSD, DragonFly BSD 和 macOS中。
* kqueue 不仅能够处理文件描述符事件，还可以用于各种其他通知，例如文件修改监视、信号、异步 I/O 事件 (AIO)、子进程状态更改监视和支持纳秒级分辨率的计时器，此外kqueue提供了一种方式除了内核提供的事件之外，还可以使用用户定义的事件。

TCP流量控制和滑动窗口​

参考资料：https://xiaolincoding.com/network/3_tcp/tcp_feature.html

滑动窗口

我们都知道 TCP 是每发送一个数据，都要进行一次确认应答。当上一个数据包收到了应答了， 再发送下一个。这个模式就有点像我和你面对面聊天，你一句我一句。但这种方式的缺点是效率比较低的。如果你说完一句话，我在处理其他事情，没有及时回复你，那你不是要干等着我做完其他事情后，我回复你，你才能说下一句话，很显然这不现实。所以，这样的传输方式有一个缺点：数据包的往返时间越长，通信的效率就越低。

为解决这个问题，TCP 引入了窗口这个概念。即使在往返时间较长的情况下，它也不会降低网络通信的效率。那么有了窗口，就可以指定窗口大小，窗口大小就是指无需等待确认应答，而可以继续发送数据的最大值。窗口的实现实际上是操作系统开辟的一个缓存空间，发送方主机在等到确认应答返回之前，必须在缓冲区中保留已发送的数据。如果按期收到确认应答，此时数据就可以从缓存区清除。

假设窗口大小为 3 个 TCP 段，那么发送方就可以「连续发送」 3 个 TCP 段，并且中途若有 ACK 丢失，可以通过「下一个确认应答进行确认」。

窗口大小由哪一方决定？

TCP 头里有一个字段叫 Window，也就是窗口大小。**这个字段是接收端告诉发送端自己还有多少缓冲区可以接收数据。于是发送端就可以根据这个接收端的处理能力来发送数据，而不会导致接收端处理不过来。**所以，通常窗口的大小是由接收方的窗口大小来决定的。发送方发送的数据大小不能超过接收方的窗口大小，否则接收方就无法正常接收到数据。

流量控制

发送方不能无脑的发数据给接收方，要考虑接收方处理能力。如果一直无脑的发数据给对方，但对方处理不过来，那么就会导致触发重发机制，从而导致网络流量的无端的浪费。为了解决这种现象发生，TCP 提供一种机制可以让「发送方」根据「接收方」的实际接收能力控制发送的数据量，这就是所谓的流量控制。

Websocket的工作机制​

参考资料：WebSocket的原理

HTTPS如何加密的​

参考资料：https://xiaolincoding.com/network/2_http/https_rsa.html

传统的 TLS 握手基本都是使用 RSA 算法来实现密钥交换的，在将 TLS 证书部署服务端时，证书文件其实就是服务端的公钥，会在 TLS 握手阶段传递给客户端，而服务端的私钥则一直留在服务端，一定要确保私钥不能被窃取。

在 RSA 密钥协商算法中，客户端会生成随机密钥，并使用服务端的公钥加密后再传给服务端。根据非对称加密算法，公钥加密的消息仅能通过私钥解密，这样服务端解密后，双方就得到了相同的密钥，再用它加密应用消息。

数组和链表的区别​

参考资料：https://docs.pingcode.com/ask/21488.html

  1. 存储空间不同
  2. 访问速度不同
  3. 插入和删除操作不同
  4. 适用场景不同

系统基础

进程和线程区别​

参考资料：

根本区别：进程是操作系统资源分配的基本单位；而线程是处理器任务调度和执行的基本单位。

资源开销：每个进程都有独立的代码和数据空间（程序上下文），程序之间的切换会有较大的开销；线程可以看做轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器（PC），线程之间切换的开销小。

包含关系：如果一个进程内有多个线程，则执行过程不是一条线的，而是多条线（线程）共同完成的；线程是进程的一部分，所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。

内存分配：同一进程的线程共享本进程的地址空间和资源，而进程之间的地址空间和资源是相互独立的。

影响关系：一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。

执行过程：每个独立的进程有程序运行的入口、顺序执行序列和程序出口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制，两者均可并发执行

线程死锁条件​

参考资料：https://cloud.tencent.com/developer/article/1493418

  • 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
  • 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
  • 不剥夺条件：进程已获得的资源，在没使用完之前，不能强行剥夺。
  • 循环等待条件：多个进程之间形成一种互相循环等待资源的关系。

两个线程各自持有一个无法共享(**互斥条件)**的资源，并且他们都需要获取（请求与保持条件）对方现在持有的资源才能进行下一步，但是他们又必须等对方释放了才能去获取(不可剥夺条件)，于是A等待B，B也在等待A（循环等待条件）。如此这般，死锁就产生了。

进程间通信方式​

参考资料：https://www.cnblogs.com/LUO77/p/5816326.html

  1. 管道Pipe：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

  2. 命名管道FIFO：命名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

  3. 消息队列MessageQueue：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

  4. 共享内存SharedMemory：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

  5. 信号量Semaphore：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

  6. 套接字Socket：套接字也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。

  7. 信号Signal： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。