【校招】面试_字节跳动_客户端开发工程师_一面

1 面试信息

面试形式：视频面试
面试时间：2020-03-05 16:00:00GMT+08:00
面试时长：约两小时
面试职位：客户端开发工程师-产品研发和工程架构部

2 考察内容

1.我们主要考察通用型的业务问题和过往的项目经历
2.价值观和软性技能也是我们选择人才的重要因素

3 面试问题

1.三次握手和四次握手的原理（为什么是四次？）
2.TCP和UDP的区别
3.TCP的可靠性依靠什么实现
4.滑动窗口的作用
5.磁盘调度算法（进程调度算法）
6.虚拟内存
7.内存溢出时如何判断是虚拟内存溢出还是物理内存溢出
面试官解答：可以查看数据结构的地址，如果存在空闲地址段，则是虚拟内存溢出，如果地址段满则是物理内存溢出。
8.LRU算法怎么实现
9.结合实际问题，定义缓冲池结构，使用HashMap如何尽可能高效地实现LRU算法进行页面淘汰（需要明白HashMap的基本原理）
面试官解答：利用队列先进先出的性质，淘汰时删除队首节点。同时，在定义HashMap的键值对时，value直接存储节点。

4 机试问题

选择了中等难度（easy，mid，hard），问题如下：
一个数据结构中保存了若干航班飞机的起飞和降落时间，当在飞行中的飞机数量小于K时，处于安全状态，判断输入的数据结构中飞机的时间安排是否安全。

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* 面试问题答案整理

1.答：
三次握手：
（1）客户端主动请求建立连接，发送SYN包（同步位SYN=1，序列号seq=x）到服务器端，并进入SYN-SENT状态，等待服务器确认；
（2）服务器端收到客户端发来的SYN包后必须对其进行确认，同时自己也发送SYN包请求连接，即发送ACK+SYN包（确认位ACK=1，同步位SYN=1，确认号ack=x+1，序列号seq=y）到客户端，此时服务器进入SYN-RECEIVED状态；
（3）客户端收到服务器端发来的ACK+SYN包后，向服务器发送确认包（确认位ACK=1，确认号ack=y+1，序列号seq=x+1），此包发送完毕，客户端和服务器端进入ESTABLISHED状态，三次握手完成。
四次挥手：
（1）客户端发送连接释放报文（终止位FIN=1，序列号seq=u）到服务器端，并进入FIN-WAIT-1状态；
（2）服务器端收到连接释放报文，发送确认报文（确认位ACK=1，确认号ack=u+1，序列号seq=v）给客户端，并进入CLOSE-WAIT状态。此时，客户端到服务器方向的传输释放，处于半关闭状态，但服务器端依旧可以向客户端发送数据。客户端收到服务器端的确认报文后，进入FIN-WAIT-2状态，等待服务器端发送连接释放报文；
（3）服务器端将最后的数据发送完毕后，向客户端发送连接释放报文（终止位FIN=1，确认位ACK=1，确认号ack=u+1，序列号seq=w），并进入LAST-ACK状态；
（4）客户端收到服务器端的连接释放报文后，发送确认报文（确认位ACK=1，确认号ack=w+1，序列号seq=u+1）给服务器端，并进入TIME-WAIT状态，在经过2MSL时间后，撤销TCB，进入CLOSED状态。

2.答：

	UDP	TCP
是否连接	无连接	面向连接
是否可靠	不可靠传输，不使用流量控制和拥塞控制	可靠传输，使用流量控制和拥塞控制
连接对象个数	支持一对一，一对多，多对一，和多对多交互通信	只能是一对一通信
传输方式	面向报文	面向字节流
首部开销	首部开销小，仅8字节	首部最小20字节，最大60字节
适用场景	适用于实时应用（IP电话，视频会议，直播等）	适用于要求可靠传输的应用，如文件传输

3.答：TCP的可靠性依靠以下7种机制实现：
（1）校验和：检验范围包括TCP首部和数据部分，发送方将整个报文段以字（16位）为单位分开，并将所有段进行反码相加，结果存放在校验和字段中，接收方用同样的方法计算，若最终结果全为1则正确，否则存在错误。
（2）序列号：TCP对每个字节的数据都进行编号。序列号作用有：
a.保证数据不丢失
b.保证数据按序到达
c.提高效率，累计确认
d.去除重复数据
（3）确认应答机制（ACK）：TCP首部有标志位ACK，当ACK=1时表示确认号有效。接收方对于按序到达的数据会进行确认，发送方如果收到已发送数据的确认报文，则继续传输下一部分数据，否则等待一段时间后启动重传机制。
（4）超时重传机制：当数据在发送后一定时间内未收到接收方的确认，发送方就会进行重传。报文段发出到收到应答中间有一个报文段的往返时间RTT，超时重传时间RTO会略大于RTT，TCP会根据网络情况动态计算RTT，因此RTO也是不断变化的，Liunx中RTO呈指数递增，重传一定次数后关闭连接。
（5）连接管理机制：即上面提到的三次握手和四次挥手。
（6）流量控制：根据接收端的处理能力，来决定发送端的发送速度。TCP报文段首部有一个16位的窗口大小字段，该字段大小随着传输情况而变化，如果缓冲区满，就将窗口置为0，发送方收到后就不在发送数据，但定期会发送一个窗口探测报文，使接收方把窗口大小告诉发送方。
（7）拥塞控制：为了防止过多数据注入网络中造成网络拥堵。主要有四种算法：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。
a.慢开始和拥塞避免
发送方维护一个拥塞窗口cwnd，大小等于发送窗口，慢开始的思想是一开始发送方发送一个字节，在收到接收方的确认后，将拥塞窗口大小翻倍，直到拥塞窗口大小达到慢开始门限ssthresh，停止慢开始算法，采用拥塞避免算法，拥塞窗口由指数增长变为线性增长，当网络拥塞，发生超时重传时，慢开始门限变为当前拥塞窗口大小的一半，拥塞窗口大小置1，重新开始慢启动算法。
b.快重传和快恢复
当发送方收到3个连续的重复确认，可能不是拥塞而是报文丢失，发送方执行快重传算法，对相应报文立即重传而不是等待超时重传，同时执行快恢复算法，发送方将慢开始门限和拥塞窗口调整为当前拥塞窗口大小的一半，然后执行拥塞避免算法。

4.答：滑动窗口分为三类：停止等待、后退N帧、选择重传。滑动窗口保证了传输可靠，提高了传输效率和稳定性。

5.答：
磁盘调度算法：
（1）先来先服务算法（FCFS)
（2）最短寻道时间优先算法（SSTF）
（3）扫描算法（SCAN）电梯算法
（4）循环扫描算法（CSAN)

进程调度算法：
（1）先来先服务算法（FCFS）
（2）短作业优先调度算法（SJF）
（3）优先权调度算法（分非抢占和抢占式）
（4）高相应比优先调度算法
（5）时间片轮转法
（6）多级反馈队列调度算法

6.答：存放在磁盘上的文件，会以固定大小的页进行划分，在使用CPU处理磁盘文件时，只加载需要使用的数据，当需要的数据不在内存时，发出缺页信号，再从外存中把相应的页调入内存。

7.如上

8.答：LRU（最近最少使用）算法是一种页面置换算法。其实现可以使用HashMap结合双向链表的方法，把k值相同的节点用双向链表连接起来，当新节点加入时，放入表头，当节点被访问时，把该节点移动到表头，当需要选择删除节点时，直接删除表尾节点即可。

9.如上