2024年Go最全Golang面试题整理(1)，五年Golang开发者小米、阿里面经_golang 面试

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函数传递指针不一定比传值效率高。传递指针可以减少底层值的拷贝，可以提高效率，但是如果拷贝的数据量小，由于指针传递会产生逃逸，可能会使用堆，也可能会增加GC的负担，所以传递指针不一定是高效的。

所有对象默认都在栈中，当有下列情况时，对象逃逸到堆中：

1. 对象作为函数的返回值返回，包括指针和值类型
2. 对象申请的空间过大
3. 对象申请空间未知
4. 闭包

3、指针逃逸分析的作用？

在编译原理中，分析指针动态范围的方法称之为逃逸分析。通俗来讲，当一个对象的指针被多个方法或线程引用时，我们称这个指针发生了“逃逸”。

• 逃逸分析的好处是为了减少gc的压力，不逃逸的对象分配在栈上，当函数返回时就回收了资源，不需要gc标记清除。
• 逃逸分析完后可以确定哪些变量可以分配在栈上，栈的分配比堆快，性能好(逃逸的局部变量会在堆上分配 ,而没有发生逃逸的则有编译器在栈上分配)。
• 同步消除，如果你定义的对象的方法上有同步锁，但在运行时，却只有一个线程在访问，此时逃逸分析后的机器码，会去掉同步锁运行。

逃逸总结：

• 栈上分配内存比在堆中分配内存有更高的效率。
• 栈上分配的内存不需要GC处理。
• 堆上分配的内存使用完毕会交给GC处理。
• 逃逸分析目的是决定内分配地址是栈还是堆。
• 逃逸分析在编译阶段完成。

4、Linux操作系统中线程有哪几种模型？

Linux多线程模型 - 知乎

5、Go垃圾回收，stop the world。

**Stop the world：**停止程序意味着停止所有正在运行的 goroutine。

1. 抢占所有正在运行的 goroutine。一旦 goroutine 被抢占，它们将在安全点停止。同时，P 处理器将（正在运行的代码或在空闲列表）被标记为已停止，以不运行任何代码。
2. Go 调度程序将运行，将每个 M 与其 P 各自分离，并将其放入空闲列表中。关于在每个M上运行的 goroutine，它们将在全局队列GRQ中等待。
3. 一旦世界停止了，只有唯一活动的 goroutine 才能安全地运行，并在工作完成后启动整个世界。

6、PMG模型。

P：processor ，代表一个逻辑处理器，也就是执行代码的上下文环境。

M：machine ，代表一个内核线程（OS线程），这个线程是操作系统来处理的，操作系统负责把它放置到一个 core 上去执行。

G：goroutine ，代表一个并发的代码片段。

简而言之，P 在 M 上执行 G 。

LRQ：Local RunQueue，本地等待运行的 G，存的数量有限，不超过 256 个。如果队列满了，则会把本地队列中一半的 G 移动到全局队列。

GRQ：Global RunQueue，存放等待运行的 G，LRQ都满了的时候，会放入GRQ。其中，LRQ 不加锁，GRQ加锁。

Network poller：同步调度。

线程状态：

• 等待（Waiting）：线程停止并等待被唤醒。可能发生的原因有，等待硬件(硬盘、网络)，操作系统(系统调用) 或者是同步调用(atomic,mutexes)。这些情况是导致性能问题的根源。
• 可运行（Runnable）：线程想要占用内核上的cpu时间来执行分配给线程的指令。如果你有许多线程想要cpu时间，线程必须要等一段时间才能取到cpu时间。随着更多线程争用cpu时间，线程分配的cpu时间会更短。这种情况下的调度延时也会造成性能问题。
• 执行中（Executing）：此时线程已经置于内核中，并且正在执行它的机器指令。应用程序的相关内容正在被处理。

线程的工作类型：

• CPU密集型(cpu-bound):这种工作下，线程永远不会被置换到等待(waiting)状态。这种一般是进行持续性的cpu计算工作。比如计算Pi这种的就是cpu密集型工作。
• IO密集型(io-bound)：这种工作会让线程进入到等待(waiting)状态。这种情况线程会持续的请求资源（比如网络资源）或者是对操作系统进行系统调用。线程需要访问数据库的情况就是IO密集型工作。同步事件(例如mutexes、atomic)。

参考链接：理解golang调度之一 ：操作系统调度 - 掘金

7、线程有继承关系吗？——没有，只有组合。

package main

import(
	"fmt"
)

type Human struct{
	name string
}

func(h Human)Dowork(){
	fmt.Println(h.name + "work")
}

func(h Human)Happy(){
	fmt.Println(h.name + "happy")
}

type Father interface{
	Dowork()
}

type Son interface{
	Father
	Happy()
}

func main(){
	human1 := Human{name:"张三丰"}
	human2 := Human{name:"张三"}

	father := human1
	son := human2
	father.Dowork()
	son.Happy()
	son.Dowork()
}
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8、什么是token认证方式？

在web应用的开发过程中，我们往往还会使用另外一种认证方式进行身份验证，那就是：Token认证。基于Token的身份验证是无状态，不需要将用户信息服务存在服务器或者session中。

基于Token认证的身份验证主要过程是：客户端在发送请求前，首先向服务器发起请求，服务器返回一个生成的token给客户端。客户端将token保存下来，用于后续每次请求时，携带着token参数。服务端在进行处理请求之前，会首先对token进行验证，只有token验证成功了，才会处理并返回相关的数据。

客户端的token存在cookies里。

9、go语言反射原理？

Go反射的实现和interface和unsafe.Pointer密切相关。

先看interface的底层实现：Go的interface是由两种类型来实现的： iface和 eface。

无函数的eface结构：一共有两个属性构成，一个是类型信息 _type，一个是数据信息。其中， _type可以认为是Go语言中所有类型的公共描述，Go语言中几乎所有的数据结构都可以抽象成 _type，是所有类型的表现，可以说是万能类型， data是指向具体数据的指针。

有函数的iface结构：itab是确定唯一的包含方法的interface的具体结构类型，data是指向具体方法集的指针。

Go语言中，每个变量都有唯一个静态类型（static interface type），这个类型是编译阶段就可以确定的。有的变量可能除了静态类型之外，还会有动态混合类型（dynamic concrete type）。

Go的反射法则：

• 给定一个数据对象，可以将数据对象转化为反射对象Type和Value。
• 给定的反射对象，可以转化为某种类型的数据对象。即法则一的逆向。
• 通过反射对象，可以修改原数据中的内容。

Go的反射原理：在运行时，能够动态知道给定数据对象的类型和结构，并有机会修改它！

10、select有哪些特性？

select是Go语言中的一个控制语句，只用来操作的channel的读写操作（I/O操作）。

备注：golang 的 select 本质上，就是监听 IO 操作，当 IO 操作发生时，触发相应的动作。也是常用的多路复用的一种，例如poll, epoll。

select 的特性：

1. 如果只有一个 case 语句评估通过，那么就执行这个case里的语句
2. 如果有多个 case 语句评估通过，那么通过伪随机的方式随机选一个
3. 如果 default 外的 case 语句都没有通过评估，那么执行 default 里的语句
4. 如果没有 default，那么 代码块会被阻塞，直到有一个 case 通过评估；否则一直阻塞

应用场景：

1. 实现非阻塞读写操作。——如果 default 外的 case 语句都没有通过评估，那么执行 default 里的语句
2. 为请求设置超时时间。
3. 调度协程，控制其他协程的退出或者完成。

底层实现是创建select —> 注册case —> 执行case —> 释放select。结构体select如下（runtime/select.go），

type hselect struct {
    tcase     uint16   // total count of scase[]      总的case数目
    ncase     uint16   // currently filled scase[]    目前已经注册的case数目     
    pollorder *uint16  // case poll order             【超重要】 轮询的case序号
    lockorder *uint16  // channel lock order          【超重要】chan的锁定顺序
    // case 数组，为了节省一个指针的 8 个字节搞成这样的结构
    // 实际上要访问后面的值，还是需要进行指针移动
    // 指针移动使用 runtime 内部的 add 函数
    scase     [1]scase // one per case (in order of appearance)  【超重要】保存当前case操作的chan (按照轮询顺序)
}

/**
select 中每一个case的定义
*/
type scase struct {
	elem        unsafe.Pointer // data element                           数据指针
	c           *hchan         // chan                                   当前case所对应的chan引用
	pc          uintptr        // return pc (for race detector / msan)   和汇编中的pc同义，表示 程序计数器，用于指示当前将要执行的下一条机器指令的内存地址
	kind        uint16         // 通道的类型
	receivedp   *bool // pointer to received bool, if any
	releasetime int64
}

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参考链接：【我的架构师之路】- golang源码分析之select的底层实现_GavinXujiacan的博客-CSDN博客

select和poll、epoll区别：

• select：select具有O(n)的无差别轮询复杂度。
• 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（file descriptor，文件描述符是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引）对应的设备状态， 但是它没有最大连接数的限制，原因是它是基于链表来存储的。
• epoll：epoll可以理解为event poll，不同于忙轮询和无差别轮询，epoll会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们。所以我们说epoll实际上是事件驱动（每个事件关联上fd）的，此时我们对这些流的操作都是有意义的。（复杂度降低到了O(1)）

参考链接：select、poll、epoll之间的区别(搜狗面试) - aspirant - 博客园 - aspirant - 博客园")

11、互斥体和饥饿问题？

参考链接：https://www.jianshu.com/p/9f4376fbbe5c

12、多核情况下如何保证Cache的数据一致性？

MESI缓存一致性协议，每个缓存行都用2个bit表示四种状态，修改状态Modified，独占状态Exclusive，共享状态Shared，失效状态Invalid。

• 修改状态：代表该缓存行中的内容被修改了，并且该缓存行只被缓存在该CPU中。这个状态的缓存行中的数据和内存中的不一样，在未来的某个时刻它会被写入到内存中。
• 独占状态：缓存行对应内存中的内容只被该CPU缓存，其他CPU没有缓存该缓存对应内存行中的内容。
• 共享状态：缓存行中的数据不止存在本地CPU缓存中，还存在别的CPU的缓存中。这个状态的数据和内存中的数据是一致的。当有一个CPU修改该缓存行对应的内存的内容时会使该缓存行变成 失效状态。
• 失效状态：该缓存行中的内容时无效的。

比如说，当CPU的某个内核Core加载某一个数据到Cache1里时，这个缓存行的状态就是独占状态，然后内核对数据做了修改，这里缓存行的状态就是修改状态。如果有另外一个内核读相同的数据时，Cache1监测到另外一个内核读取了数据，这时候缓存行的状态就变成了共享状态。在共享状态下，如果自己内核对数据做修改，那自己的缓存行就变成修改状态，其他所有缓存行变成失效状态。

13、实现一个dog、cat、fish循环输出程序。三个通道，利用dogCh->catCh->fishCh->dogCh->…->fishch控制顺序，WaitGroup等待这组的三个线程结束。

package main

import(
	"fmt"
	"sync"
	"sync/atomic"
)

const num = 10

func main(){
	var wg sync.WaitGroup
	var dogCount uint64
	var catCount uint64
	var fishCount uint64

	dogCh := make(chan struct{}, 1)
	catCh := make(chan struct{}, 1)
	fishCh := make(chan struct{}, 1)

	wg.Add(3)
	go dog(&wg, dogCount, dogCh, catCh)
	go cat(&wg, catCount, catCh, fishCh)
	go fish(&wg, fishCount, fishCh, dogCh)
	dogCh <- struct{}{}

	wg.Wait()
}

func dog(wg *sync.WaitGroup, count uint64, dogCh chan struct{}, catCh chan struct{}){
	for{
		if count>=uint64(num) {
			wg.Done()
			return
		}
		<- dogCh


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		<- dogCh


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[外链图片转存中...(img-52BKXOd3-1715875887775)]

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