面试高频问题----2

一、进程、线程、协程有什么区别?

1.进程:进程是操作系统中独立运行的程序实例,每个进程都有自己的内存空间和系统资源;进程之间相互独立,每个进程有自己的内存地址空间,一个进程无法直接访问另一个进程的内存;适用于需要高隔离性和安全性的场景,适合多核并行计算,但资源开销大。
2.线程:线程是进程中的一个执行单元,一个进程可以包含多个线程,线程共享进程的内存空间和资源;同一进程内的线程共享相同的内存地址空间,因此可以直接访问彼此的数据,但也因此可能导致数据竞争和不一致;
3.协程:协程是一种轻量级的线程,它们被设计为可以在程序中自愿让出执行权,不需要操作系统内核的参与;协程在同一个线程内运行,所有协程共享同一个线程的内存空间;适用于I/O密集型任务和需要大量并发但计算量较小的场景,资源开销最小,但无法利用多核CPU处理。

二、进程之间的通信方式有哪些?

1.管道:无名管道(单向通信,仅用于具有亲缘关系的进程);有名管道(可用于无亲缘关系进程间双向通信)。简单且适合线性通信,但不适合复杂的多进程通信。
2.消息队列:消息队列是一种消息链表,存储在内核中,每个消息都有一个类型标识符,可以被不同进程读取。适合需要按消息类型进行筛选和排序的通信。
3.共享内存:多个进程可以直接访问同一块内存区域,这是最快的一种进程间通信方式,因为数不需要内核和用户之间复制。速度最快,但需要额外的同步机制。
4.信号量:主要用于同步,防止多个进程同时访问共享资源而导致数据不一致。主要用于同步控制,而非数据交换。
5.信号:信号是一种通知机制,用于告诉进程某个事件已经发生。适合简单的事件通知,但不适合大量数据传输。
6.套间字:不仅支持同一主机上的进程间通信,还支持不同主机上的进程间通信,通常用于网络通信。适合网络通信和跨主机的进程通信。
7.文件:进程可以通过读写同一个文件进行通信。简单但效率低下,适合持久化数据存储。
8.进程可以将同一个文件映射到它们的地址空间,从而共享该文件的内容。高效处理大文件,但实现较为复杂。

三、前端发起请求之后到达后端,中间过程是什么?

用户发起请求----DNS解析获得服务器IP地址----建立TCP连接----发送HTTP请求----服务器接收并解析请求----后端应用处理请求----进行数据库操作----生成并发送HTTP响应----浏览器接收并解析响应----渲染页面并更新用户界面

四、如果在网页中输入一个网址,会发生什么?涉及到什么协议?

1.URL解析:浏览器首先解析输入的URL,解析成下面:协议、域名、路径、查询参数、片段标识符
2.DNS解析:浏览器需要将域名转化为IP地址
3.TCP连接:获得IP地址后,浏览器与目标服务器建立TCP连接,这一过程涉及三次握手:
SYN----SYN-ACK----ACK
4.TLS握手:URL若使用HTTPS协议,浏览器和服务器会在TCP连接基础之上进行TLS握手,确保通信的安全性:客户端问候----服务器问候----证书验证----密钥交换----完成握手
5.发送HTTP请求:建立TCP连接后,浏览器发送HTTP请求
6.服务器处理请求:服务器收到HTTP请求后,进行以下处理:解析请求、路由请求、业务逻辑、生成响应
7.发送HTTP响应:服务器将HTTP响应通过TCP连接返回给浏览器
8.浏览器接收并解析响应:浏览器接收到HTTP响应后,解析响应头和响应体
9.渲染页面
10.执行javaScript

五、UDP访问DNS的过程是怎么样的?

1.发起DNS查询请求:当用户在浏览器中输入一个网址,浏览器首先会检查本地缓存是否已有该域名的IP地址。如果缓存中没有找到,浏览器会发起DNS查询请求。
2.构造DNS查询报文:浏览器通过操作系统的DNS解析库查询DNS报文。
3.发送DNS查询报文:构造好DNS查询报文后,浏览器通过操作系统将报文发送给配置的DNS服务器;DNS查询通常使用UDP协议的53端口。UDP是无协议连接,不需要建立连接,直接发送数据报文,因此查询速度较快。
4.DNS服务器处理查询。
5.接收DNS响应报文:DNS服务器将解析结果封装在DNS响应报文中并发送回客户端。
6.处理DNS响应报文。
7.建立连接并访问目标服务器:获得IP地址后,浏览器与目标服务器建立TCP连接或进行其他后续操作,以访问目标网页或资源。

六、Redis的缓存

****缓存穿透:缓存和数据库中都没有的数据频繁请求;
****缓存雪崩:同一时间大量缓存失效,导致所有请求直接访问数据库,瞬间增加数据库压力,可能导致数据库崩溃;
****缓存击穿:某个热点数据在缓存中失效后,大量请求同时访问该数据,所有请求都直接到达数据库,导致数据库瞬间压力过大。
1.缓存击穿的原因
****热点数据缓存失效:缓存中存储的热点数据过期后,没有及时更新;
****高并发访问:大量用户同时请求该热点数据,导致请求直接打到数据库。
2.解决缓存击穿的方法:
使用互斥锁;提前更新缓存;设置热点数据不过期;使用较短的缓存过期时间并加随机因子;多级缓存;

七、Redis的热查询和MySQL的慢查询?

1.Redis的热查询:某些特定的键被频繁访问,导致这些键所在的缓存数据成为热点;热查询可能会导致下面的问题:缓存击穿、缓存雪崩、缓存穿透;
2.解决热查询的方案:缓存预热;互斥锁;布隆过滤器;热点数据用不过去;请求分片;随机过期时间;多级缓存
1.MySQL如何定位慢查询:启用慢查询日志;使用mysqldumpslow工具;使用pt-query-digest工具;使用explain分析查询;使用performance schema;使用mysql enterprise monitor
2.MySQL优化慢查询:
****优化索引:添加索引(确保对常用的查询条件、连接条件和排序条件添加适当的索引);覆盖索引(确保对常用的查询条件、连接条件和排序条件添加适当的索引);索引优化(避免冗余索引和未使用的索引,因为它们会增加写操作的开销。)
****优化查询:查询重写(通过重写查询来优化性能);避免函数操作(避免在查询条件中使用函数操作,因为这会导致无法使用索引);分解大查询(将复杂的查询分解成多个简单的查询,可以减少锁的竞争,提高性能。)
****优化表结构:数据归档和分区(将历史数据归档到其他表中,或使用分区表来管理和查询大表中的数据)
****调整MySQL配置:调整缓冲池大小(增加InnoDB缓冲池大小,确保更多数据可以缓存到内存中);调整查询缓存(如果查询缓存适用于你的工作负载,可以启用和调整查询缓存)
****使用缓存:将频繁访问的数据缓存到Redis或Memcached中,减少对数据库的压力
****使用读写分离:在高并发场景下,通过读写分离将读取压力分散到多个从库,主库负责写操作,从库负责读操作。
****使用批量操作:对于写操作,尽量使用批量插入和更新,减少数据库连接和事务开销
****避免锁争用:使用合适的事务隔离级别;分批处理

八、MySQL的底层数据结构

MySQL 的 InnoDB 存储引擎通过页和区的管理、B+ 树索引、事务日志、多版本并发控制、自适应哈希索引、数据字典、双写缓冲和内存池管理等底层数据结构和机制,实现了高效的数据存储和检索,并保证了数据的一致性和可靠性。这些底层数据结构和机制共同支持了 MySQL 在高并发、大数据量环境下的高性能表现。
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