面试复习-计算机基础

计算机基础

http状态码

HTTP 是超文本传输协议，也就是HyperText Transfer Protocol。

「301 Moved Permanently」表示永久重定向，说明请求的资源已经不存在了，需改用新的 URL 再次访问。
「302 Moved Permanently」表示临时重定向，说明请求的资源还在，但暂时需要用另一个 URL 来访问。

如果客户端使用 POST 方法发起的请求被重定向，且使用 302 状态码重定向，那么重新发起的请求可能会变成 GET 方法，从而可能造成已经提交的数据丢失。而如果使用 307 状态码重定向，客户端会按照原来的方法继续发起请求，因此不会造成数据丢失

Http请求头

**HTTP（Hypertext Transfer Protocol）**请求头结构包含以下几个部分：

请求方法（Request Method）：指定客户端请求的动作或者操作类型，如GET、POST、PUT、DELETE等。
请求路径（Request URL）：指定请求的资源路径，包括主机名、端口号、路径和查询参数等信息。
协议版本**（HTTP Version）**：指定所使用的HTTP协议版本号，通常是HTTP/1.0或HTTP/1.1。
请求头部**（Request Headers）**：包含一些附加的请求头信息，如Accept、Accept-Encoding、Content-Type、User-Agent等。
实体主体**（Request Body）**：包含请求发送的数据信息，在POST和PUT等请求方法中常用到。

请求头的格式通常为：

<Method> <URL> HTTP/<Version>
<Header Name>: <Header Value>
<Header Name>: <Header Value>
...
<Header Name>: <Header Value><Request Body>

例如，一个POST请求头可能如下所示：

POST /api/user/register HTTP/1.1
Host: www.example.com
Content-Type: application/json
Content-Length: 45
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)
Accept: */*{"username": "example", "password": "password123"}

其中，请求方法为POST，请求路径为/api/user/register，协议版本为HTTP/1.1，请求头部包含Host、Content-Type、Content-Length、User-Agent、Accept等字段，请求实体主体为JSON格式的用户注册信息。

Http版本

下面是各个版本之间的主要特点对比：

版本	发布时间	主要特点
HTTP/0.9	1991	只支持传输纯文本的 HTML 页面
HTTP/1.0	1996	支持多种数据类型；定义了 GET、POST、HEAD 请求方法；引入了状态码和 Header 和 Body 数据结构
HTTP/1.1	1999	引入了持久化连接，长连接、分块传输编码、管线化机制、缓存机制（强制缓存和协商缓存）等
HTTP/2	2015	引入了二进制分帧机制、多路复用机制、头部压缩机制、服务器推送机制等

无状态明文传输 1.1

RPC 与Http对比

纯裸 TCP 是能收发数据，但它是个无边界的数据流，上层需要定义消息格式用于定义消息边界。于是就有了各种协议，HTTP 和各类 RPC 协议就是在 TCP 之上定义的应用层协议。
RPC 本质上不算是协议，而是一种调用方式，而像 gRPC 和 Thrift 这样的具体实现，才是协议，它们是实现了 RPC 调用的协议。目的是希望程序员能像调用本地方法那样去调用远端的服务方法。同时 RPC 有很多种实现方式，不一定非得基于 TCP 协议。
从发展历史来说，HTTP 主要用于 B/S 架构，而 RPC 更多用于 C/S 架构。但现在其实已经没分那么清了，B/S 和 C/S 在慢慢融合。很多软件同时支持多端，所以对外一般用 HTTP 协议，而内部集群的微服务之间则采用 RPC 协议进行通讯。
RPC 其实比 HTTP 出现的要早，且比目前主流的 HTTP/1.1 性能要更好，所以大部分公司内部都还在使用 RPC。
HTTP/2.0 在 HTTP/1.1 的基础上做了优化，性能可能比很多 RPC 协议都要好，但由于是这几年才出来的，所以也不太可能取代掉 RPC。

OSI 七层模型

各层之间是独立的
灵活性好
结构上可分割开
易于实现和维护
能促进标准化工作

TCP 与UDP 8 20

1.是否面向连接：UDP在传送数据之前不需要先建立连接。而TCP提供面向连接的服务，在传
送数据之前必须先建立连接，数据传送结束后要释放连接。
2.是否是可靠传输：远地主机在收到UDP报文后，不需要给出任何确认，并且不保证数据不丢
失，不保证是否顺序到达。TCP提供可靠的传输服务，TCP在传递数据之前，会有三次握手来
建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制。通过TCP连接传输的数
据，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达。
3.是否有状态：这个和上面的“是否可靠传输”相对应。TCP传输是有状态的，这个有状态说的是
TCP会去记录自己发送消息的状态比如消息是否发送了、是否被接收了等等。为此，TCP需要
维持复杂的连接状态表。而UDP是无状态服务，简单来说就是不管发出去之后的事情了（这很
渣男！)。
4.传输效率：由于使用TCP进行传输的时候多了连接、确认、重传等机制，所以TCP的传输效
率要比UDP低很多。
5.传输形式：TCP是面向字节流的，UDP是面向报文的

6.首部开销：TCP首部开销**(20~60字节)**比UDP首部开销(8字节)要大。
7.是否提供广播或多播服务：TCP只支持点对点通信，UDP支持一对一、一对多、多对一、多对
多；

可靠传输的原理：停止等待协议、ARQ协议。
TCP连接：TCP连接（套接字1，套接字2）。TCP套接字（IP地址：端口号）；

TCP报文段的首部格式（书225页，重在理解）

TCP的运输连接管理：三报文握手建立连接，四报文挥手释放连接。（书247-250，注意发送报文段和确认报文段seq和ack之间的关系）

ack=seq+1

msl 最长报文寿命

如果只有两次握手，存在以下情况：

主机 A 发送 SYN 报文段，但是该报文段在网络中滞留，无法到达主机 B。主机 A 没有收到主机 B 的 ACK 报文段，就重复发送 SYN 报文段，此时主机 B 收到了两个 SYN 报文段。
主机 B 回复 ACK 报文段后，主机 A 没有收到确认信息，会继续发送数据，此时主机 B 并不知道主机 A 是否准备好了数据传输

操作系统

进程有哪⼏种状态

进程最⼤的不同在于基本上各进程是独⽴的，进程是资源分配最小单位，线程是调度的最小单位

创建状态 (new) ：进程正在被创建，尚未到就绪状态。

就绪状态 (ready) ：进程已处于准备运⾏状态，即进程获得了除了处理器之外的⼀切所需资源，⼀旦得到处理器资源(处理器分配的时间⽚)即可运⾏。

运⾏状态 (running) ：进程正在处理器上上运⾏(单核 CPU 下任意时刻只有⼀个进程处于运⾏状态)。

阻塞状态 (waiting) ：⼜称为等待状态，进程正在等待某⼀事件⽽暂停运⾏如等待某资源为可⽤

或等待 IO 操作完成。即使处理器空闲，该进程也不能运⾏。

结束状态 (terminated) ：进程正在从系统中消失。可能是进程正常结束或其他原因中断退出运

⾏。

进程间的通信⽅式

1.管道/匿名管道(Pipes)：
2.有名管道(Names Pipes):
3.信号(Signal)：
4.消息队列(Message Queuing)：
5.信号量(Semaphores):
6.共享内存(Shared memory)：
7.套接字(Sockets):

线程间的同步的⽅式

互斥量 (Mutex)：采⽤互斥对象机制，只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限。因为互斥对象只有⼀个，所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问。⽐如 Java 中的synchronized 关键词和各种 Lock 都这种机制。
信号量 (Semaphore) ：它允许同⼀时刻多个线程访问同⼀资源，但是需要控制同⼀时刻访问此资源的最⼤线程数量。
事件 (Event) :Wait/Notify：通过通知操作的⽅式来保持多线程同步，还可以⽅便的实现多线程优先级的⽐᫾操作

内核态

在Java中，通常使用系统调用来进行一些需要操作系统支持的操作，例如文件 I/O 和网络通信等。这些系统调用实际上是由内核态的线程来执行的，而用户态的线程则可以通过调用相关的 Java API 来触发这些系统调用。

import java.io.*;public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt"); // 在用户态打开文件byte[] buffer = new byte[1024];int bytesRead = fis.read(buffer); // 用户态线程触发文件读操作，触发内核态线程执行实际的读操作fis.close();}
}

在这个示例中，从FileInputStream的构造函数开始到read()方法被调用，所有的操作都是在用户态下执行的。但是，当read()方法被调用时，实际的文件读操作需要依赖内核态线程来完成，因为它需要进行系统调用。所以，read()方法将导致线程从用户态切换到内核态。而在read()方法返回后，又会恢复到用户态。

这个示例中展示了用户态和内核态之间的概念，并通过文件 I/O 操作来说明了它们如何共同工作。

进程的调度算法

死锁

多个进程/线程同时被阻塞，它们中的⼀个或者全部都在等待

四个条件

循环等待
请求与保持一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
互斥一个资源每次只能被一个进程使用。
不可剥夺程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

解决死锁的⽅法 预防，避免，检测和解除四种。

预防是采⽤某种策略，限制并发进程对资源的请求，从⽽使得死锁的必要条件在系统执⾏的任何时间上都不满⾜。
避免则是系统在分配资源时，根据资源的使⽤情况提前做出预测，从⽽避免死锁的发⽣
检测是指系统设有专⻔的机构，当死锁发⽣时，该机构能够检测死锁的发⽣，并精确地确定与死锁有关的进程和资源。
解除是与检测相配套的⼀种措施，⽤于将进程从死锁状态下解脱出来。

常⻅的⼏种内存管理机制

块式管理 ：远古时代的计算机操作系统的内存管理⽅式。将内存分为⼏个固定⼤⼩的块，每个块中只包含⼀个进程。如果程序运⾏需要内存的话，操作系统就分配给它⼀块，如果程序运⾏只需要很⼩的空间的话，分配的这块内存很⼤⼀部分⼏乎被浪费了。这些在每个块中未被利⽤的空间，我们称之为碎⽚。
⻚式管理 ：把主存分为⼤⼩相等且固定的⼀⻚⼀⻚的形式，⻚⼩，相⽐于块式管理的划分度更⼩，提⾼了内存利⽤率，减少了碎⽚。⻚式管理通过⻚表对应逻辑地址和物理地址。
段式管理 ：⻚式管理虽然提⾼了内存利⽤率，但是⻚式管理其中的⻚并⽆任何实际意义。段式管理把主存分为⼀段段的，段是有实际意义的，每个段定义了⼀组逻辑信息，例如,有主程序段MAIN、⼦程序段 X、数据段 D 及栈段 S 等。段式管理通过段表对应逻辑地址和物理地址。

⻚是物理单位，段是逻辑单位。分⻚可以有效提⾼内存利⽤率，分段可以更好满⾜⽤户需求，段⻚式管理机制 。段⻚式管理机制结合了段式管理和⻚式管理的优点。简单来说段⻚式管理机制就是把主存先分成若⼲段，每个段⼜分成若⻚，也就是说 段⻚式管理机制 中段与段之间以及段的内部的都是离散的。

快表（Translation Lookaside Buffer，TLB）是一种硬件缓存，用于加速虚拟地址到物理地址的转换过程。在计算机中，当 CPU 访问内存时，需要先将虚拟地址转换成物理地址，这个过程需要通过页表来实现，页表将虚拟页号转换成物理页号。由于每次访问内存都需要进行这样的转换，如果每次都从主存中读取页表项，将会带来较大的延迟。

快表就是一种缓存页表项的机制，存储最近使用的页表项，以便在下一次访问同一虚拟页时，能够更快地获取到对应的物理页号。快表通常位于 CPU 的芯片中，具有较小的容量，但访问速度非常快，可以极大地提高页面访问的效率。

快表中存储的是虚拟页号和物理页号之间的映射关系，当 CPU 访问内存时，它首先查找快表，如果快表中存在对应的映射关系，则可以直接获取物理页号，否则需要访问主存中的页表来获取对应的物理页号。快表采用了类似于哈希表的机制来实现快速查询，通常配合着高速缓存使用，可以有效降低内存访问时的延迟。

局部性原理

时间局部性 ：如果程序中的某条指令⼀旦执⾏，不久以后该指令可能再次执⾏；如果某数据被

访问过，不久以后该数据可能再次被访问。产⽣时间局部性的典型原因，是由于在程序中存在着

⼤量的循环操作。

空间局部性 ：⼀旦程序访问了某个存储单元，在不久之后，其附近的存储单元也将被访问，即

程序在⼀段时间内所访问的地址，可能集中在⼀定的范围之内，这是因为指令通常是顺序存放、

顺序执⾏的，数据也⼀般是以向量、数组、表等形式簇聚存储的。

加密算法和摘要算法

都是常见的密码学算法，它们在保障信息安全方面发挥着重要作用。

加密算法

加密算法又称为密码算法，是一种能够将明文转换成密文的算法，用于保护通信过程中的数据安全。加密算法主要包括对称加密算法和非对称加密算法两种类型。

对称加密算法指的是加密和解密使用相同的密钥，其特点是加密速度快、运算效率高，但缺点是密钥容易泄露，从而导致信息被攻击者窃取。

非对称加密算法则采用了公钥和私钥的方式进行加密和解密，其中公钥可以公开发布，任何人可以使用这个公钥对信息进行加密，但只有拥有私钥的人才能够解密，从而保证了信息的安全性。非对称加密算法适合在通信过程中传输少量数据，并且需要保证通信双方的认证和数据的完整性。https

摘要算法

摘要算法又称为哈希算法，是一种用于生成消息摘要的算法，其主要作用是用来验证接收到的数据是否与原始数据完全一致。摘要算法通常将任意长度的消息转换成固定长度的摘要值，当数据受到篡改时，摘要值也会发生改变，因此可以用来验证数据的完整性。

摘要算法一般是单向函数，即不可逆的，也就是说摘要值无法还原成原始数据。常用的摘要算法有MD5和SHA-1等**，MD5**和SHA-1算法的输出结果均为一个128位或160位的字符串。由于现代计算机计算能力的提高，MD5和SHA-1算法容易受到暴力破解攻击，因此近年来更常用的摘要算法包括SHA-256和SHA-512等。

总之，加密算法和摘要算法在保障信息安全方面都扮演着重要角色，加密算法可以用于保障通信过程中数据的机密性，摘要算法则用于验证数据的完整性，避免数据被篡改。