阿里云秋招C++一面一帖的个人回答

  1. 指针和数组啥区别 内存里怎么访问的

答：指针是独立的对象，是存储在内存中连续的4/8个字节，其中存储另个虚拟内存位置的地址（虚拟地址），其值允许被修改；数组是编译器层面的概念，但是编译后也只有一个地址，与指针不同的是存储的地址不可改变。除此之外，编译器维护数组的大小信息，sizeof(数组)会得到数组所有元素的大小之和，sizeof(指针)只得到指针本身的大小，sizeof值都是在编译时确定的，汇编代码里都是字面常量。CPU使用寄存器基址变址寻址访问数据元素，AT&T风格的汇编可能是这样：

mov %ebx, ARRAY_LABEL ;ARRAY_LABEL是一个int数组，基址放入ebx寄存器
mov %esi, $3 ;要访问第三个元素
mov %eax, $0(%ebx, %esi, $4) ;类似于eax=ARRAY_LABEL[3]

寄存器基址变址寻址格式为 ：offset(base, index, scale)，计算出地址 %ebx + 4 * %esi + offset

  1. 内存访问一个int 和访问一个int数组啥区别 x86下向量化指令SIMD用过没（见过没写过） arm访存指令

答：第一次访问一个int应该会直接读一次内存，之后可能直接从寄存器里读；读int数组至会发生两次内存访问，第一次读数组基址，计算出元素地址后在进行第二次内存访问。SIMD指的是 单指令多数据（Single Instruction Multiple Data）是一种数据级别并行的手段，基本思想是使用更宽的寄存器，在单条机器指令中处理多个数据元素，从而实现更快的计算速度。代表的指令有MMX指令（使用80位的浮点寄存器执行并行计算）；SSE（流式啥啥啥扩展，记不清了）3/4，使用128位的寄存器；AVX指令（Advanced Vector Extension）使用512位的寄存器。ARM不懂，不过x86架构里无论是访存还是读寄存器，都是mov指令，根据操作数宽度，有movl（32bit）、movq（64bit）、movw（16bit）、movb（8bit）

  1. 声明一个数组 在内存里咋样

答：分成三种情况说：全局作用域中的数组，如果有初始值，会放在ELF可执行文件里的.data节或者.rodata节，在虚拟地址空间里放在数据区或者只读数据区；如果没有初始值，则放在.bss节，不占用EFL可执行文件的空间，映射方式是匿名映射，缺页时请求二进制0的页面，所以全局作用域的数组即使没有初始值，也会有0作为初值。局部作用域的数组直接在栈帧里分配，栈帧的大小一般在编译时就确定了，栈帧的分配就是esp/rsp寄存器直接减小一个常量。栈帧通常都是对齐的，所以可能分配比局部变量所实际需要更多的空间，此外canary机制也会占用一个局部变量，用于在运行时坚持局部缓冲区溢出。

  1. voliate关键字

答：编译器可能在检测到函数中从未修改过一个变量，而只在第一次读改变量时访问内存，由于认为变量不会被修改，可能优化为：以后每次读变量，都从寄存器里读。如果改变量会被其他线程（或者其他因素）修改，则当前函数就读不到最新的变量。volitale告诉编译器，该变量可能由未知因素修改，每次访问都去读内存，不要使用寄存器优化！

  1. 结构体 在内存中 怎么存放的

在内存中就是一个连续的字节块，访问时是先拿到基址，再计算要访问的成员的偏移量，最后发生访问。内存对其有这么几个含义：假设k是常量，内存块的基址必须是k的整数倍；结构体的每个成员相对于机构体的基址的偏移量必须是k的整数倍；结构体的总大小必须是k的整数倍。内存对其的意义在于：1.为了可移植性考虑，有的体系结构必须内存对齐，访问未对其的地址是不允许的错误行为；2.为了内存访问的效率考虑，不对齐的元素，CPU要拿到元素值可能需要连续两次访存；3.为了提高Cache命中率，一个元素放在一个Cache单元里，避免一个元素占用两个Cache单元

  1. pthread_create

答：POSIX线程API中创建线程的系统调用，接受四个参数，分别是线程ID的指针，线程属性结构体的指针，线程执行函数指针，待执行函数参数的指针。待执行函数的原型必须是void* (func)(void)；返回值为int类型，为0表示线程创建成功，大于0表示出现错误，和errno具有相同的意义。该系统调用最终也会调用clone()复制task_struct，但是不会复制mm（表示进程虚拟内存空间的结构体指针）和页表

  1. epoll 内核原理

答：这个理解不深，先不说了

  1. 建堆 时间复杂度

答：建堆的过程就是不断插入元素，所以是O(nlogn)的

  1. malloc sbrk的内存里机制 mmap 文件映射 匿名映射 munmap 为啥munmap能直接释放一段内存 内核怎么实现的

答：malloc()预先使用系统调用（brk），在数据区的尾部分配一定量的空间，brk和srk都可以用于扩展数据区的上届，不同的是brk是系统调用，sbrk是库函数，brk必须指定新的边界地址，成功扩展后返回旧的边界地址；sbrk能以步长（step）为参数扩展数据区上界，这也是sbrk中s的意义，sbrk使用brk实现的。malloc()可能使用隐式空闲连表组织预分配的空间，当有新的分配请求时，顺序查找空闲链表，如果找到可满足请求的空闲区域，则分配（可能伴随着区域的分裂）；如果找不到，就会使用sbrk()申请扩展上届。当调用free()释放空间时，也就是有释放请求时，直接标记相应的区块为空闲（可能伴随着区域的合并），至于是否收缩数据区上届，则依赖于具体的实现。

mmap文件映射需要在使用第一个参数指定文件的fd，第二个参数指定映射的起始位置（在文件中的起始位置），映射本身并不做任何从磁盘到内存的数据复制，只需要修改当前进程的页表项和vma链表。基本思想是将当前进程的一块虚拟内存区域和磁盘页面关联起来，内核只需要维护相关的数据结构，记录映射关系和映射区域权限，读文件映射区域会引发缺页中断，由缺页中断服务程序负责将页面从磁盘还入物理内存；写文件映射区将会导致页面被标记为“脏”，可能在页面换出时写回磁盘。如果mmap不指定有效fd，则为匿名映射，缺页时会请求二进制0的页面。munmap能卸载一个映射区域，涉及到的数据结构包括进程的页表项和vma链表，内核需要为被映射文件维护引用计数，当最后一个映射的进程munmap时，销毁数据结构。

  1. 线程进程

答：内核按照进程分配系统资源，但是按照线程执行调度，一个线程就是一个独立的控制流。Linux中，线程和进程都使用task_struct结构体表示，进程只是多个共享了虚拟地址空间的多个task_struct。线程独立的数据只有：寄存器组的状态和栈区，共享的区域包括：内核区、代码段、只读数据读、数据段和共享映射区，进程之间虚拟内存空间一般是完全独立的，但是执行同一个可执行文件的进程可能共享代码段和只读数据段。进程特有的信息还包括：进程的状态、进程的标识信息（所属用户、组，实际用户、组，有效用户、组，进程id）、进程的文件描述符表、进程的之间的关系（父进程指针、子进程链表、兄弟进程指针）、进程的统计信息（静态、动态优先级，当前是否获得CPU）、进程的命名空间和文件系统信息、进程的资源限制....还有好多，估计上百项了，实在记不住。进程和线程可以帮助程序员利用多核CPU实现并行，如果需要扩展到多机环境运行，那么设计之初就应该考虑选择多进程，如果没有充分使用多进程的理由，则应该使用多线程，理由如下：线程创建、撤销、涉及到的数据结构有限（主要是不用复制页表和虚拟内存相关的数据结构），很多资源都是共享的，更快；线程切换只需要切换CPU，调度起来更快；进程切换会导致TLB实效，影响地址翻译的速度；进程间数据共享需要通过内核，纵然共享内存已经足够高效。

  1. x86 调用寄存器 被调用寄存器

答：没太看明白问题。64位架构通用寄存器高达16个，函数调用者负责参数准备工作，如果超过8个参数，则超过的参数逆序入栈，6个以内的参数（第1～6个参数）分别放在rdi、rsi、rdx、rcx、r8、r9寄存器里，执行call指令将返回地址入栈，控制来到被调函数。被调函数执行push %rbp保存旧栈帧的基址，执行mov %rsp, %rbp, 设置新的栈帧基址，之后rbp减一个常量为局部变量分配空间，最后使用leave指令恢复rsp和rbp（也可以手动恢复，具体看编译器），调用ret从栈中取出返回地址，放在rip寄存器，控制来到call指令的后一条指令处。

  1. 讲了讲jemalloc结构 为啥jemalloc分配和释放快

答：不懂啥是jemalloc，只知道ptmalloc（glibc的使用的）和tcmalloc（google提供的一种实现）

  1. gdb 命令 （讲了gdb调试clang） 有没有用gdb调过汇编

答：attach pid，run，continue，next，step，/x（memory examnation，看内存状态），disassembly（反汇编当前函数），info 查看寄存器/当前线程的状态，break 行号，finish，print，diable（好像是禁用所有断点），pt打印栈轨迹。暂时想到这么多

  1. git 命令 rebase用过没 git机制 怎么实现的

答：用过，能产生比merge更干净的提交树。git怎么实现的，通过记录时间戳和diff结果吧，不太懂这个

  1. strace ；perf 原理是啥

strace用于跟踪系统调用，具体不懂；perf。。。没听过阿

最后，欢迎补充、指正