5.28 后端面经

为什么golang在并发环境下更有优势

Go语言（Golang）在并发环境下的优势主要源自其设计哲学和内置的并发机制，这些机制在语言层面提供了高效、简洁且安全的并发编程工具。以下是其核心优势的详细分析：

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1. Goroutine：轻量级并发单元

• 轻量级 ：Golang的goroutine是用户级线程（协程），启动时仅需 2KB 的栈内存 （动态扩展），而传统线程通常需要 1MB+。这使得程序可以轻松创建成千上万个并发任务，而不会因资源耗尽导致崩溃。
• 低启动开销 ：创建和销毁goroutine的代价极低（纳秒级），无需依赖操作系统的线程管理，适合高频短任务的场景（如处理HTTP请求）。
• 自动调度 ：Go运行时（runtime）通过调度器自动管理goroutine的生命周期，开发者无需手动管理线程池。

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2. GMP 调度模型：高效的并发调度

Go的调度器采用 M:N 模型 （多对多调度），将大量goroutine映射到少量操作系统线程（OS Thread）上，核心组件包括：

• G（Goroutine）：并发任务单元。
• M（Machine）：操作系统线程，由内核调度。
• P（Processor） ：逻辑处理器，管理本地goroutine队列（每个P绑定一个M）。

优势：

• 工作窃取（Work Stealing） ：空闲的P会从其他P的队列中"窃取"goroutine，实现负载均衡。
• 非阻塞系统调用 ：当goroutine触发系统调用（如I/O）时，调度器会将M与P解绑，避免线程阻塞，并立即分配新的M执行其他任务。
• 用户态调度：减少内核态与用户态的切换开销，上下文切换成本低于线程。

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3. Channel：基于通信的并发同步

Golang通过 CSP（Communicating Sequential Processes）模型 ，提倡"通过通信共享内存，而非通过共享内存通信"：

• Channel（通道） ：类型安全的管道，用于goroutine间的数据传输和同步。
  • 避免显式锁（如Mutex），减少竞态条件和死锁风险。
  • 支持阻塞式同步（如无缓冲Channel）或异步缓冲（有缓冲Channel）。
• Select 多路复用 ：通过select语句监听多个Channel，简化事件驱动编程。

示例：

ch := make(chan int)
go func() {
    result := compute()
    ch <- result // 发送结果到Channel
}()
value := <-ch    // 等待并接收结果

对比传统线程模型

特性	Golang (Goroutine)	传统线程（如Java/Python）
内存占用	2KB起步，动态扩展	1MB+（固定栈）
创建/销毁开销	纳秒级	微秒级
调度方式	用户态调度（高效）	内核态调度（上下文切换慢）
并发同步机制	Channel（避免锁竞争）	依赖锁（易死锁/竞态）
开发复杂度	低（语法内建支持）	高（需手动管理线程池/锁）

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总结

Go语言的并发优势源于轻量级Goroutine、高效调度器、Channel通信模型 以及标准库的全方位支持，使得开发者能够以简洁的代码构建高并发、高性能的系统，同时降低传统并发编程的复杂性。这些特性使Go成为云原生、微服务和实时系统的首选语言。

说一下什么是虚拟地址？如果没有虚拟地址，只有物理地址可以吗？

说一下线程间是如何进行通讯

go设计模式有了解过吗

参考：https://blog.csdn.net/weixin_45565886/article/details/136098371

简单工厂模式

go 语言没有构造函数，所以我们一般是通过 NewXXX 函数来初始化相关类。 NewXXX 函数返回接口时就是简单工厂模式，也就是说 Golang 的一般推荐做法就是简单工厂。

工厂方法模式

Go 中不存在继承 所以使用匿名组合来实现

示例步骤：

定义接口type operator interface

参数a

参数b

result：具体业务方法

定义type BaseFactory struct：提供方法，用于设置a、b参数

参数a

参数b

根据不同操作，定义不同工厂类（addFactory、minusFactory）

addFactory实现operator的result：a+b

minusFactory实现operator的result：a-b

addFactory、minusFactory分别提供Create方法

简单工厂：唯一工厂类，一个产品抽象类，工厂类的创建方法依据入参判断并创建具体产品对象 。
工厂方法 ：多个工厂类，一个产品抽象类，利用多态创建不同的产品对象 ，避免了大量的if-else判断。

抽象工厂：多个工厂类，多个产品抽象类，产品子类分组，同一个工厂实现类创建同组中的不同产品，减少了工厂子类的数量。

package main

import "fmt"

/*
> - 简单工厂：唯一工厂类，一个产品抽象类，工厂类的创建方法依据入参判断并创建具体产品对象。
> - 工厂方法：多个工厂类，一个产品抽象类，利用多态创建不同的产品对象，避免了大量的if-else判断。
> - 抽象工厂：多个工厂类，多个产品抽象类，产品子类分组，同一个工厂实现类创建同组中的不同产品，减少了工厂子类的数量。
*/

// Operator 被封装的实际接口
type Operator interface {
	SetA(int)
	SetB(int)
	Result() int
}

// OperatorFactory 是工厂接口
type OperatorFactory interface {
	Create() Operator
}

// OperatorBase 是Operator 接口实现的基类，封装公用方法
type OperatorBase struct {
	a, b int
}

func (o *OperatorBase) SetA(a int) {
	o.a = a
}

func (o *OperatorBase) SetB(b int) {
	o.b = b
}

// PlusOperatorFactory  加法运算的工厂类
type PlusOperatorFactory struct{}

type PlusOperator struct {
	*OperatorBase
}

func (p *PlusOperator) Result() int {
	return p.a + p.b
}

func (p PlusOperatorFactory) Create() Operator {
	return &PlusOperator{
		OperatorBase: &OperatorBase{},
	}
}

// MinusOperatorFactory  减法运算的工厂类
type MinusOperatorFactory struct {
	*OperatorBase
}

func (p *MinusOperatorFactory) Result() int {
	return p.a - p.b
}

func (p *MinusOperatorFactory) Create() Operator {
	return &MinusOperatorFactory{
		OperatorBase: &OperatorBase{},
	}
}

func main() {
	//加法
	plusFactory := PlusOperatorFactory{}
	plusOperator := plusFactory.Create()
	plusOperator.SetA(10)
	plusOperator.SetB(20)
	result := plusOperator.Result()
	fmt.Println("plusOperator=", result)

	//减法
	minusFactory := MinusOperatorFactory{}
	minusOperator := minusFactory.Create()
	minusOperator.SetA(10)
	minusOperator.SetB(5)
	result = minusOperator.Result()
	fmt.Println("minusOperator=", result)
}

创建者模式

将build一个物品拆分为几个部分

package main

import "fmt"

// Goods 构建的对象
type Goods struct {
	Name  string
	Price float64
	Count int
}

// GoodsBuilder 构建器
type GoodsBuilder interface {
	SetName(name string) GoodsBuilder
	SetPrice(price float64) GoodsBuilder
	SetCount(count int) GoodsBuilder
	Build() *Goods
}

// ConcreteBuilder 具体构建器
type ConcreteBuilder struct {
	goods *Goods
}

func (g ConcreteBuilder) Build() *Goods {
	return g.goods
}

func (g ConcreteBuilder) SetName(name string) GoodsBuilder {
	g.goods.Name = name
	return g
}

func (g ConcreteBuilder) SetPrice(price float64) GoodsBuilder {
	g.goods.Price = price
	return g
}

func (g ConcreteBuilder) SetCount(count int) GoodsBuilder {
	g.goods.Count = count
	return g
}

func NewGoodsBuilder() GoodsBuilder {
	return &ConcreteBuilder{
		goods: &Goods{},
	}
}

func main() {
	builder := NewGoodsBuilder()
	goods := builder.SetName("apple").SetCount(2).SetPrice(65.0).Build()
	fmt.Println(goods)
}

单例模式

懒汉式：用到时才实例化（GetInstance），通过once.Do保证只加载一次

饿汉式：一开始就实例化（init）

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

// 懒汉式：用到才加载【饿汉式：直接放在init方法里，程序一启动就创建好】
var (
	instance *Singleton
	once     = sync.Once{}
)

type Singleton struct {
}

func GetInstance() *Singleton {
	once.Do(func() {
		instance = &Singleton{}
	})
	return instance
}

func main() {
	one := GetInstance()
	two := GetInstance()
	//one=0x100f54088
	//two=0x100f54088
	fmt.Printf("one=%p\n", one)
	fmt.Printf("two=%p\n", two)
}

...

https讲一下，如何进行加密的

HTTPS 通过 SSL/TLS 协议 对通信数据进行加密，确保数据在传输过程中不被窃取或篡改。其核心加密机制结合了对称加密 和非对称加密 ，并通过数字证书验证身份。以下是具体流程：

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一、SSL/TLS 握手（建立安全连接）

1. 客户端发起请求

   浏览器访问 HTTPS 网站时，发送支持的加密算法列表（如 RSA、ECDHE）和 TLS 版本。

2. 服务器响应

   服务器选择加密算法，并返回数字证书（包含公钥、域名、签发机构等信息）。

3. 证书验证

   • 浏览器检查证书是否由受信任的证书颁发机构（CA）签发。
   • 验证证书是否过期、域名是否匹配，防止中间人攻击。

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二、密钥交换（核心加密步骤）

1. 非对称加密传递对称密钥

   • 浏览器生成一个随机数（Pre-master Secret ），用证书中的公钥加密后发送给服务器。
   • 服务器用私钥解密获取 Pre-master Secret。

2. 生成会话密钥

   双方根据 Pre-master Secret 和握手阶段的随机数，生成相同的对称密钥（如 AES 密钥），后续通信使用此密钥加密数据。

为什么混合使用两种加密？

• 非对称加密（如 RSA）安全性高，但计算慢，适合交换密钥。
• 对称加密（如 AES）速度快，适合加密大量数据。

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三、加密数据传输

• 握手完成后，双方使用对称密钥加密所有通信内容。
• 即使数据被截获，攻击者无法解密（没有密钥）。

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四、关键技术支持

1. 数字证书

   • 由 CA 颁发，证明服务器身份，防止伪造。
   • 包含公钥、域名、有效期等信息，并由 CA 私钥签名。

2. 加密算法

   • 非对称加密：RSA、ECDHE（密钥交换）。
   • 对称加密：AES、ChaCha20（数据加密）。
   • 散列算法：SHA-256（验证数据完整性）。

3. 完整性校验

   使用 HMAC 或 AEAD 模式，确保数据未被篡改。

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五、总结流程

客户端 → 服务器：发起请求，支持哪些加密算法？
服务器 → 客户端：返回证书和选定的算法。
客户端验证证书 → 生成随机密钥用公钥加密 → 发送给服务器。
服务器用私钥解密 → 双方生成对称密钥。
后续通信全部使用对称密钥加密。

通过以上步骤，HTTPS 实现了：

• 机密性（对称加密数据）
• 身份认证（数字证书验证）
• 完整性（散列算法防篡改）

这使得 HTTPS 成为保护隐私（如密码、支付信息）的核心技术。