一些面试题

Love The Way You Lie 2022-05-24 06:27 186阅读 0赞

**转自：[http://blog.csdn.net/zz198808/article/details/7879921][http_blog.csdn.net_zz198808_article_details_7879921]**

**简述TCP协议在数据传输过程中收发双方是如何保证数据包的可靠性的**  
答：  
（1）为了保证数据包的可靠传递，发送方必须把已发送的数据包保留在缓冲区；  
（2）并为每个已发送的数据包启动一个超时定时器；  
（3）如在定时器超时之前收到了对方发来的应答信息（可能是对本包的应答，也可以是对本包后续包的应答），则释放该数据包占用的缓冲区;  
（4）否则，重传该数据包，直到收到应答或重传次数超过规定的最大次数为止。  
（5）接收方收到数据包后，先进行CRC校验，如果正确则把数据交给上层协议，然后给发送方发送一个累计应答包，表明该数据已收到，如果接收方正好也有数据要发给发送方，应答包也可放在数据包中捎带过去。

**TCP和UDP的区别**  
        TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是基于连接的协议，也就是说，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，我们这里只做简单、形象的介绍，你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看这三次对话的简单过程：主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话；主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。 TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接，使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机，对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。 “面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接，不管对方状态就直接发送。这与现在风行的手机短信非常相似：你在发短信的时候，只需要输入对方手机号就OK了。   
        UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去！ UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如，我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实 “ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。例如，在默认状态下，一次“ping”操作发送4个数据包（如图2所示）。大家可以看到，发送的数据包数量是4包，收到的也是4包（因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包）。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程，所以它的通信效果高；但也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息，因此有时会出现收不到消息的情况。  
  
        TCP---传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能顺序地从一端传到另一端。  
        UDP---用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，不保证数据按顺序传递，故而传输速度很快。

**TCP与UDP的区别**  
    1. 基于连接与无连接  
    2. 对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）  
    3. UDP程序结构较简单  
    4. 流模式与数据报模式  
            TCP保证数据正确性，UDP可能丢包  
            TCP保证数据顺序，UDP不保证  
    具体编程时的区别  
    1. socket()的参数不同  
    2. UDP Server不需要调用listen和accept  
    3. UDP收发数据用sendto/recvfrom函数  
    4. TCP：地址信息在connect/accept时确定  
         UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息  
    5. UDP：shutdown函数无效

**进程和线程的区别**  
1、进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.   
线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.   
一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行   
2、进程和线程的区别在于：   
简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.   
线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。   
另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。   
线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。   
从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。  
参考资料：http://blog.csdn.net/danforn/archive/2008/05/21/2464755.aspx

**三次握手**  
　在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。　　  
第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN\_SEND状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。  
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN\_RECV状态；  
第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。  
完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据，在上述过程中，还有一些重要的概念：

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**滑动窗口协议**

工作原理：  
　　TCP协议在工作时，如果发送端的TCP协议软件每传输一个数据分组后，必须等待接收端的确认才能够发送下一个分组，由于网络传输的时延，将有大量时间被用于等待确认，导致传输效率低下。为此TCP在进行数据传输时使用了滑动窗口机制。  
　　TCP滑动窗口用来暂存两台计算机间要传送的数据分组。每台运行TCP协议的计算机有两个滑动窗口：一个用于数据发送，另一个用于数据接收。发送端待发数据分组在缓冲区排队等待送出。被滑动窗口框入的分组，是可以在未收到接收确认的情况下最多送出的部分。滑动窗口左端标志X的分组，是已经被接收端确认收到的分组。随着新的确认到来，窗口不断向右滑动。  
　　TCP协议软件依靠滑动窗口机制解决传输效率和流量控制问题。它可以在收到确认信息之前发送多个数据分组。这种机制使得网络通信处于忙碌状态，提高了整个网络的吞吐率，它还解决了端到端的通信流量控制问题，允许接收端在拥有容纳足够数据的缓冲之前对传输进行限制。在实际运行中，TCP滑动窗口的大小是可以随时调整的。收发端TCP协议软件在进行分组确认通信时，还交换滑动窗口控制信息，使得双方滑动窗口大小可以根据需要动态变化，达到在提高数据传输效率的同时，防止拥塞的发生。　称窗口左边沿向右边沿靠近为窗口合拢，这种现象发生在数据被发送和确认时。  
　　当窗口右边沿向左移动时将允许发送更多的数据，称之为窗口张开。这种现象发生在另一端的接收进程读取已经确认的数据并释放了TCP的接收缓存时。  
　　当左边沿向右移动时，称为窗口收缩。Host Requirements RFC强烈建议不要使用这种方式。但TCP必须能够在某一端产生这种情况时进行处理。

如果左边沿到达右边沿，则称其为一个零窗口。

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**IP地址分类**

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A类保留给政府机构，B类分配给中等规模的公司，C类分配给任何需要的人，D类用于组播，E类用于实验，各类可容纳的地址数目不同。  
A类地址  
　　（1）A类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。它的第1个字节的第一位固定为0.  
　　（2）A类地址范围：1.0.0.1---126.255.255.254  
　　（3）A类地址中的私有地址和保留地址：  
　　① 10.X.X.X是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。  
　　范围（10.0.0.0---10.255.255.255）  
② 127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。  
B类地址  
　　（1） B类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。它的第1个字节的前两位固定为10.  
　　（2） B类地址范围：128.0.0.1---191.255.255.254。  
　　（3） B类地址的私有地址和保留地址  
　　① 172.16.0.0---172.31.255.255是私有地址  
　　② 169.254.X.X是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器。就会得到其中一个IP。  
　　191.255.255.255是广播地址，不能分配。  
D类地址  
　　（1） D类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前四位固定为1110。  
　　（2） D类地址范围：224.0.0.1---239.255.255.254  
E类地址  
　　（1） E类地址不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的前五位固定为11110。  
　　（2） E类地址范围：240.0.0.1---255.255.255.254  
　　IP地址如果只使用ABCDE类来划分，会造成大量的浪费：一个有500台主机的网络，无法使用C类地址。但如果使用一个B类地址，6万多个主机地址只有500个被使用，造成IP地址的大量浪费。因此，IP地址还支持VLSM技术，可以在ABC类网络的基础上，进一步划分子网。  
　　无类地址  
　　除ABCDE以外的IP地址段划分方式，如：192.168.1.0 255.255.255.252等分成C段划分的地址  
虚拟IP  
　　不过，众所皆知的，IP 位址仅为 xxx.xxx.xxx.xxx 的资料型态，其中， xxx 为 1-255 间的整数，由于近来计算机的成长速度太快，实体的 IP 已经有点不足了，好在早在规划 IP 时就已经预留了三个网段的 IP 做为内部网域的虚拟 IP 之用。这三个预留的 IP 分别为：  
　　A级：10.0.0.0 - 10.255.255.255  
　　B级：172.16.0.0 - 172.31.255.255  
　　C级：192.168.0.0 - 192.168.255.255  
　　上述中最常用的是192.168.0.0这一组。不过，由于是虚拟 IP ，所以当您使用这些地址的时候﹐当然是有所限制的，限制如下：  
　　私有位址的路由信息不能对外散播  
　　使用私有位址作为来源或目的地址的封包﹐不能透过Internet来转送  
　　关于私有位址的参考纪录（如DNS）﹐只能限于内部网络使用  
　　由于虚拟 IP 的计算机并不能直接连上 Internet ，因此需要特别的功能才能上网。不过，这给我们架设IP网络提供了很大的方便﹐比如﹕目前您的公司还没有连上Internet﹐但这不保证将来不会。使用公共IP的话﹐如果没经过注册﹐在以后真正连上网络的时候﹐就很可能和别人冲突了。也正如前面所分析的﹐到时候再重新规划IP的话﹐将是件非常头痛的问题。这时候﹐我们可以先利用私有位址来架设网络﹐等到真要连上internet的时候﹐我们可以使用IP转换协定﹐如 NAT (Network Addresss Translation)等技术﹐配合新注册的IP就可以了。

**虚函数**  
定义  
　　定义：在某基类中声明为 virtual 并在一个或多个派生类中被重新定 义的成员函数 \[1\]  
　　语法：virtual 函数返回类型 函数名（参数表） \{ 函数体 \}  
　　用途：实现多态性，通过指向派生类的基类指针，访问派生类中同名覆盖成员函数  
　　虚函数必须是基类的非静态成员函数，其访问权限可以是protected或public，在基类的类定义中定义虚函数的一般形式：  
作用  
　　虚函数的作用是实现动态联编，也就是在程序的运行阶段动态地选择合适的成员函数，在定义了虚函数后，可以在基类的派生类中对虚函数重新定义，在派生类中重新定义的函数应与虚函数具有相同的形参个数和形参类型。以实现统一的接口，不同定义过程。如果在派生类中没有对虚函数重新定义，则它继承其基类的虚函数。  
　　当程序发现虚函数名前的关键字virtual后，会自动将其作为动态联编处理，即在程序运行时动态地选择合适的成员函数。虚函数是C++多态的一种表现。  
　　例如：子类继承了父类的一个函数（方法），而我们把父类的指针指向子类，则必须把父类的该函数（方法）设为virtual（虚函数）。  
　　（\[2010.10.28\] 注：下行语义容易使人产生理解上的偏差，实际效果应为：  
　　如存在：Base -> Derive1 -> Derive2 及它们所拥有的虚函数func()  
　　则在访问派生类Derive1的实例时，使用其基类Base及本身类型Derive1，或被静态转换的后续派生类Derive2的指针或引用，均可访问到Derive1所实现的func()。）  
　　动态联编规定，只能通过指向基类的指针或基类对象的引用来调用虚函数，其格式：  
　　1、指向基类的指针变量名->虚函数名（实参表）  
　　2、基类对象的引用名. 虚函数名（实参表）  
　　使用虚函数，我们可以灵活的进行动态绑定，当然是以一定的开销为代价。如果父类的函数（方法）根本没有必要或者无法实现，完全要依赖子类去实现的话，可以把此函数（方法）设为virtual 函数名=0 我们把这样的函数（方法）称为纯虚函数。  
如果一个类包含了纯虚函数，称此类为抽象类。  
条件  
　　所以，从以上程序分析，实现动态联编需要三个条件：  
　　1、 必须把动态联编的行为定义为类的虚函数。  
　　2、 类之间存在子类型关系，一般表现为一个类从另一个类公有派生而来。  
　　3、 必须先使用基类指针指向子类型的对象，然后直接或者间接使用基类指针调用虚函数。  
其他信息  
　　定义虚函数的限制：（1）非类的成员函数不能定义为虚函数，类的成员函数中静态成员函数和构造函数也不能定义为虚函数，但可以将析构函数定义为虚函数。实际上，优秀的程序员常常把基类的析构函数定义为虚函数。因为，将基类的析构函数定义为虚函数后，当利用delete删除一个指向派生类定义的对象指针时，系统会调用相应的类的析构函数。而不将析构函数定义为虚函数时，只调用基类的析构函数。  
　　（2）只需要在声明函数的类体中使用关键字“virtual”将函数声明为虚函数，而定义函数时不需要使用关键字“virtual”。  
　　（3）当将基类中的某一成员函数声明为虚函数后，派生类中的同名函数自动成为虚函数。  
　　（4）如果声明了某个成员函数为虚函数，则在该类中不能出现和这个成员函数同名并且返回值、参数个数、类型都相同的非虚函数。在以该类为基类的派生类中，也不能出现这种同名函数。  
虚函数联系到多态，多态联系到继承。所以本文中都是在继承层次上做文章。没了继承，什么都没得谈。

**虚基类**  
简介  
　　用 abstract 修饰的类是抽象类。  
　　在C++中，含有纯虚拟函数的类称为抽象类，它不能生成对象。  
　　凡是包含纯虚函数的类都是抽象类。  
　　抽象类是不完整的，并且它只能用作基类。它与非抽象类的不同：  
　　1、抽象类不能直接实例化，并且对抽象类使用 new 运算符是编译时错误。虽然一些变量和值在编译时的类型可以是抽象的，但是这样的变量和值必须或者为 null，或者含有对非抽象类的实例的引用（此非抽象类是从抽象类派生的）。  
　　2、允许（但不要求）抽象类包含抽象成员。  
　　3、抽象类不能被密封。  
　　当从抽象类派生非抽象类时，这些非抽象类必须具体实现所继承的所有抽象成员，从而重写那些抽象成员。在下边的示例中：  
　　abstract class A\{ public abstract void F();\}  
　　abstract class B: A\{ public void G() \{\}\}  
　　class C: B\{ public override void F() \{ // actual implementation of F \}\}  
　　　抽象类 A 引入抽象方法 F。类 B 引入另一个方法 G，但由于它不提供 F 的实现，B 也必须声明为抽象类。类 C 重写 F，并提供一个具体实现。由于 C 中没有了抽象成员，因此可以（但并非必须）将 C 声明为非抽象类。  
　　抽象类与接口紧密相关。然接口又比抽象类更抽象，这主要体现在它们的差别上：1）类可以实现无限个接口，但仅能从一个抽象（或任何其他类型）类继承，从抽象类派生的类仍可实现接口，从而得出接口是用来解决多重继承问题的。2）抽象类当中可以存在非抽象的方法，可接口不能且它里面的方法只是一个声明必须用public来修饰没有具体实现的方法。3）抽象类中的成员变量可以被不同的修饰符来修饰，可接口中的成员变量默认的都是静态常量（static final）。4）这一点也是最重要的一点本质的一点"抽象类是对象的抽象，然而接口是一种行为规范"。  
定义  
　　抽象类表示该类中可能已经有一些方法的具体定义，但是接口就仅仅只能定义各个方法的界面(方法名，参数列表，返回类型)，并不关心具体细节。  
用法  
　　1）在继承抽象类时，必须覆盖该类中的每一个抽象方法，而每个已实现的方法必须和抽象类中指定的方法一样，接收相同数目和类型的参数，具有同样的返回值，这一点与接口相同。  
　　2）当父类已有实际功能的方法时，该方法在子类中可以不必实现，直接引用的方法，子类也可以重写该父类的方法（继承的概念）。  
　　3）而实现 (implement)一个接口（interface)的时候，是一定要实现接口中所定义的所有方法，而不可遗漏任何一个。  
　　4）另外，抽象类是不能产生对象的，但可以由它的实现类来声明对象。  
　　有鉴于此，在实现接口时，我们也常写一个抽象类，来实现接口中的某些子类所需的通用方法，接着在编写各个子类时，即可继承该抽象类来使用，省去在每个都要实现通用的方法的困扰。

**多态性**  
　　指相同对象收到不同消息或不同对象收到相同消息时产生不同的实现动作。C++支持两种多态性：编译时多态性，运行时多态性。  
　　a 编译时多态性：通过重载函数实现  
　　b 运行时多态性：通过虚函数实现。

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