cvte C++面试凉经解答

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3、epoll，poll，select区别，为啥epoll快。epoll的底层原理（包括结构和回调方式）

1. select，poll，epoll都是IO多路复用的机制，I/O多路复用就是通过一种机制，可以监视多个文件描述符，一旦某个文件描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知应用程序进行相应的读写操作。
2. 区别：（1）poll与select不同，通过一个pollfd数组向内核传递需要关注的事件，故没有描述符个数的限制，pollfd中的events字段和revents分别用于标示关注的事件和发生的事件，故pollfd数组只需要被初始化一次。（2）select，poll实现需要自己不断轮询所有fd集合，直到设备就绪，期间可能要睡眠和唤醒多次交替。而epoll只要判断一下就绪链表是否为空就行了，这节省了大量的CPU时间。（3）select，poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次，并且要把当前进程往设备等待队列中挂一次，而epoll只要一次拷贝，而且把当前进程往等待队列上挂也只挂一次，这也能节省不少的开销。
3. epoll的底层原理：epoll提供了三个函数，epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait。 首先创建一个epoll对象，然后使用epoll_ctl对这个对象进行操作（添加、删除、修改），把需要监控的描述符加进去，这些描述符将会以epoll_event结构体的形式组成一颗红黑树，接着阻塞在epoll_wait，进入大循环，当某个fd上有事件发生时，内核将会把其对应的结构体放入一个链表中，返回有事件发生的链表。

4、C++多态实现。

编译期间如何实现多态？重载。

执行期间如何实现多态？虚函数

4、虚函数表虚指针的底层原理，析构函数和构造函数可以设置成虚函数吗？为啥？

C++默认析构函数不是虚函数，因为申明虚函数会创建虚函数表，占用一定内存，当不存在继承的关系时，析构函数不需要申明为虚函数。

若存在继承关系时，析构函数必须申明为虚函数，这样父类指针指向子类对象，释放基类指针时才会调用子类的析构函数释放资源，否则内存泄漏。

构造函数不能为虚函数，当申明一个函数为虚函数时，会创建虚函数表，那么这个函数的调用方式是通过虚函数表来调用。若构造函数为虚函数，说明调用方式是通过虚函数表调用，需要借助虚表指针，但是没构造对象，哪里来的虚表指针？但是没有虚表指针，怎么访问虚函数表从而调用构造函数呢？这就成了一个先有鸡还是先有蛋的问题。

5、四种智能指针说一下，weekptr和shareptr详细说一下。

使用普通指针，容易造成堆内存泄露（忘记释放），二次释放，程序发生异常时内存泄露等问题等。

正是因为指针存在这样的问题，C++便引入了智能指针来更好的管理堆内存。智能指针是利用了一种叫做RAII（资源获取即初始化）的技术对普通的指针进行封装，这使得智能指针实质是一个对象，行为表现的却像一个指针。

因为智能指针就是一个类，当超出了类的作用域时，类会自动调用析构函数，自动释放资源。这样程序员就不用再担心内存泄露的问题了。

C++里面有四个指针：auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr，后面三个是C++11支持的，第一个被C++11弃用。

shared_ptr实现共享式拥有概念。多个智能指针可以指向相同对象，该对象和其相关资源会在“最后一个引用被销毁”时候释放。shared_ptr存在共享指针的循环引用计数问题。weak_ptr是弱引用，weak_ptr的构造和析构不会引起引用计数的增加或减少。我们可以将其中一个改为weak_ptr指针就可以了。

6、Linux下的进程和线程的区别，以及通信原理。

（1）一个线程从属于一个进程；一个进程可以包含多个线程。

（2）一个线程意外死亡，可能导致进程挂掉；一个进程挂掉，不会影响其他进程。

（3）进程是系统资源调度的最小单位；线程CPU调度的最小单位。

（4）进程系统开销显著大于线程开销；线程需要的系统资源更少。

（5）进程在执行时拥有独立的内存单元，多个线程共享进程的内存，如代码段、数据段、扩展段；但每个线程拥有自己的栈段和寄存器组。

（6）进程切换时需要刷新TLB并获取新的地址空间，然后切换硬件上下文和内核栈，线程切换时只需要切换硬件上下文和内核栈。

（7）通信方式不一样。

（8）进程适应于多核、多机分布；线程适用于多核

7、tcp四挥中的time_wait。

1. Client收到Server的FIN报文后，给Server发送一个ACK报文，确认序列号为收到的序号+1。此时Client进入TIME_WAIT状态，等待2MSL（MSL：报文段最大生存时间），然后关闭连接。

8、使用udp实现可靠数据传输，

加入TCP可靠机制。

1. 序列号、确认应答、超时重传数据到达接收方，接收方需要发出一个确认应答，表示已经收到该数据段，并且确认序列号，序列号说明了它下一次需要接收的数据序列号，保证数据传输有序。如果发送方迟迟未收到确认应答，那么可能是发送的数据丢失，也可能是确认应答丢失，这时发送方在等待一段时间后进行重传。
2. 窗口控制 TCP会利用窗口控制来提高传输速度，意思是在一个窗口大小内，不用一定等到应答才能发送下一段数据，窗口大小就是无需等待确认而可以继续发送数据的最大值。如果不使用窗口控制，每一个没收到确认应答的数据都要重发。使用窗口控制，如果数据段1001-2000丢失，后面数据每次传输，确认应答都会不停发送序号为1001的应答，表示我要接收1001开始的数据，发送端如果收到3次相同应答，就会立刻进行重发；数据一旦丢失，接收端会一直提醒。
3. 拥塞控制如果把窗口定的很大，发送端连续发送大量的数据，可能造成网络的拥堵。为了防止拥堵，进行拥塞控制。（1）慢启动：定义拥塞窗口，一开始将该窗口大小设为1，之后每次收到一次确认应答（一次成功来回传输），将拥塞窗口大小 乘以2，呈指数增长。（2）拥塞避免：设置慢启动阈值，一般开始都设为65536。拥塞避免是指当拥塞窗口大小达到这个阈值，拥塞窗口的值不再指数上升，而是+1，让其缓慢增加。（3）快恢复：将报文段的超时重传看做拥塞，则一旦发生超时重传，我们就将阈值设为当前窗口大小的一半，并且窗口大小也变为原来窗口大小一半，如果收到新的ACK，表明重传的包成功了，那么退出快速恢复算法，进入拥塞避免算法（4）快速重传：数据一旦丢失，接收端会一直提醒。发送3次重复确认应答，发送端收到后立即重传数据包，不用等待超时。

以上答案均来自我个人面经，有兴趣的同学可以关注我的牛客博客空间。校招面试考点全解析——C++软件与嵌入式篇