Golang面试题（1-25）

目录​​​​​​​

 

​​​​​​​​​​​​​​一、var、new和make的区别？

二、进程、线程和协程的区别？

三、channel底层是什么？（待补充）

四、defer执行顺序？

五、defer、return和返回值的执行逻辑？

六、如何用两个协程交替打印出123456？

七、数组和切片的区别？

八、channel在项目中的使用场景？

九、使用channel的注意事项？

十、对channel的哪些操作会产生panic？

十一、Golang相比其他语言有哪些优势？

十二、Golang的数据类型？

十三、Golang程序中的包是什么？

十四、Golang支持什么形式的类型转换？

十五、什么是Goroutine，如何停止它？

十六、两个接口之间可以存在什么关系？

十七、同步锁有什么特点？作用是什么？

十八、channel有什么特点，需要注意什么？

十九、channel缓冲有什么特点？

二十、cap函数可以作用于哪些内容？

二十一、Printf()，Sprintf()，FprintF()都是格式化输出，有什么不同？

二十二、值传递和引用传递的区别？

二十三、切片的扩容是如何实现的？

二十四、defer的常用场景？

二十五、切片的底层实现？

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​​​​​​​​​​​​​​一、var、new和make的区别？

变量初始化一般包括两步：变量声明和内存分配。var关键字是用来声明变量的，new和make函数是用来分配内存的。

（一）使用var初始化有两种情况

• 值类型：var声明值变量的同时会分配内存，然后赋予该类型零值。

package main

import "fmt"

func main() {
	var i int
	fmt.Println(i)
}

// 输出
0

• 引用类型或指针类型：var只声明变量不分配内存，默认为nil。此时如果直接使用会报错。

package main

import "fmt"

func main() {
	var i *int
	*i = 0
	fmt.Println(*i)
}

// 输出
panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
[signal SIGSEGV: segmentation violation code=0x2 addr=0x0 pc=0x104edf930]

goroutine 1 [running]:
main.main()
        /Users/Jason/go/src/test.go:7 +0x20
exit status 2

此时想要使用需要分配内存

package main

import "fmt"

func main() {
	var i *int
	i = new(int)
	*i = 1
	fmt.Println(*i)
}

// 输出
1

（二）new和make都是Golang中分配内存的内建函数，在堆上分配内存，有以下区别：

• new用于任意类型的内存分配，初始化其零值，返回该类型指针；make只用于slice（必须分配大小）、map和channel，返回类型（slice、map和chan）本身。

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二、进程、线程和协程的区别？

• 进程是一个具有特定功能的程序运行在一个数据集上的运行活动（动态过程），是操作系统进行资源分配和独立运行的最小单位。
• 线程是操作系统调度（CPU调度）和执行的最小单位，多个线程组成一个进程，每个线程共享父进程的资源。
• 协程是用户态的一种轻量级线程，其调度完全由用户（程序）控制。

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三、channel底层是什么？（待补充）

channel是go中的一种数据类型，多个协程可以通过channel进行交互。

channel分为无缓冲区和有缓冲区两种。

channel底层是基于环形队列实现的，

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四、defer执行顺序？

defer底层为压栈，执行顺序为“先进后出”。

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五、defer、return和返回值的执行逻辑？

return的操作并非原子性的，分为赋值和返回两步。

retrun先将结果写入返回值，defer执行defer后的函数，函数携带返回值退出。

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六、如何用两个协程交替打印出123456？

方法一：使用一个无缓存channel

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func main() {
	ch := make(chan int)
	wg := sync.WaitGroup{}
    // 这里设置计数器为1的原因是在i=10时，两个协程的for循环都结束
    // 此时已经打印完成，因此只需要执行一次wg.Done()
	wg.Add(1)
	go func() {
		defer wg.Done()
		for i := 1; i < 11; i++ {
			ch <- 1
			if i%2 == 0 {
				fmt.Println("偶数：", i)
			}
		}
	}()
	go func() {
		defer wg.Done()
		for i := 1; i < 11; i++ {
			<-ch
			if i%2 != 0 {
				fmt.Println("奇数：", i)
			}
		}
	}()
	wg.Wait()
}

由于变量ch是一个无缓冲的channel，所以只有读写同时就绪时才不会阻塞。所以两个goroutine会同时进入各自的if语句（此时i是相同的），但是此时只能有一个 if 是成立的，不管哪个go协程快，都会由于读channel或写channel导致阻塞，因此程序会交替打印1-10且有顺序。

方法二：使用两个channel，其中一个有缓存

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
)

func main() {
	// 设置缓存的原因是当i=10时，打印奇数的协程1会先退出，打印偶数的协程2打印出10
	// 然后会往ch1中写数据，如果ch1不设置缓存，会发生堵塞，协程2会一直无法退出
	ch1 := make(chan struct{}, 1)
	ch0 := make(chan struct{})
	wg := sync.WaitGroup{}
	wg.Add(2)
	go func() {
		defer wg.Done()
		for i := 1; i < 11; i++ { // 10
			ch1 <- struct{}{}
			if i%2 != 0 {
				fmt.Println("第一个协程，奇数：", i)
			}

			ch0 <- struct{}{}
		}
	}()
	go func() {
		defer wg.Done()
		for i := 1; i < 11; i++ { // 10
			<-ch0

			if i%2 == 0 {
				fmt.Println("第二个协程，偶数：", i)
			}
			<-ch1
		}
	}()
	wg.Wait()
}

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七、数组和切片的区别？

• 数组是定长的，在定义时就确认了长度；切片是变长的，其底层数组实现的，通过append()方法可以扩容。
• 数组是值类型；切片是引用类型。
• 数组计算长度需要遍历整个数组，时间复杂度为O(n)；切片本身具有len字段，时间复杂度为O(1)。

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八、channel在项目中的使用场景？

（一）信号通知（无缓冲的通道）

当信息收集完成，通知下游开始计算数据：

package main

import (
	"log"
	"time"
)

func collectMsg(isOver chan struct{}) {
	log.Println("开始采集")
	time.Sleep(3000 * time.Millisecond)
	log.Println("完成采集")
	isOver <- struct{}{}
}

func calculateMsg() {
	log.Println("开始进行数据分析")
}

func main() {
	isOver := make(chan struct{})
	go func() {
		collectMsg(isOver)
	}()
	<-isOver
	calculateMsg()
}

输出结果

2022/04/13 15:19:17 开始采集
2022/04/13 15:19:20 完成采集
2022/04/13 15:19:20 开始进行数据分析

如果只是单纯的使用通知操作，那么最好将空结构体放入通道。因为空结构体在go中是不占用内存空间的。

res := struct{}{}
fmt.Println(unsafe.Sizeof(res)) // 结果为0

（二）执行任务超时控制（通过select机制）

使用select和time.After，看操作和定时器哪个先返回，处理先完成的，就达到了超时控制的效果。

package main

import (
	"log"
	"time"
)

func doWork() <-chan struct{} {
	ch := make(chan struct{})
	go func() {
		// 处理耗时任务
		log.Println("开始处理任务")
		time.Sleep(2 * time.Second)
		ch <- struct{}{}
	}()
	return ch
}

func main() {
	select {
	case <-doWork():
		log.Println("任务在规定时间内结束")
	case <-time.After(1 * time.Second):
		log.Println("任务处理超时")
	}
}

输出结果

2022/04/13 17:24:17 开始处理任务
2022/04/13 17:24:18 任务处理超时

（三）控制并发数（通过设置缓冲区大小）

经常会写一些脚本，在凌晨的时候对内或者对外拉取数据，但是如果不对并发请求加以控制，往往会导致 groutine 泛滥，进而占满CPU资源。往往不能控制的东西意味着不好的事情将要发生。对于我们来说，可以通过channel来控制并发数。

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func job(index int) {
	// 耗时任务
	time.Sleep(2 * time.Second)
	fmt.Printf("任务:%d 已完成\n", index)
}

func main() {
	limit := make(chan struct{}, 10)
	jobCount := 100
	for i := 0; i < jobCount; i++ {
		go func(index int) {
			limit <- struct{}{}
			job(index)
			<-limit
		}(i)
	}
	time.Sleep(30 * time.Second)
}

以上程序最多同时开启10个协程。

• 消息传递、消息过滤
• 信号广播
• 事件订阅与广播
• 请求、响应转发
• 任务分发

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九、使用channel的注意事项？

channel可以声明为只读或者只写，默认是读写都可用。

使用channel完成后记得注意关闭，不关闭阻塞会导致deadlock。

当需要不断从channel读取数据时，最好使用for-range读取channel，这样既安全又便利，当channel关闭时，for循环会自动退出，无需主动监测channel是否关闭，可以防止读取已经关闭的channel，造成读到数据为通道所存储的数据类型的零值。

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十、对channel的哪些操作会产生panic？

重复关闭通道、关闭一个nil的通道、往一个关闭的通道发送数据。

1. 重复关闭channel

package main

func main() {
	ch := make(chan struct{})
	close(ch)
	close(ch)
}

 输出结果

panic: close of closed channel

goroutine 1 [running]:
main.main()
        /home/jason/go/src/test.go:6 +0x39
exit status 2

2. 关闭一个nil值的channel

package main

func main() {
	var ch chan struct{}
	close(ch)
}

 输出结果

panic: close of nil channel

goroutine 1 [running]:
main.main()
        /home/jason/go/src/test.go:5 +0x1b
exit status 2

3. 往一个已经关闭的channel写数据

package main

func main() {
	ch := make(chan struct{})
	close(ch)
	ch <- struct{}{}
}

输出结果 

panic: send on closed channel

goroutine 1 [running]:
main.main()
        /home/jason/go/src/test.go:6 +0x3e
exit status 2

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十一、Golang相比其他语言有哪些优势？

go从语言层面实现并发编程。很多语言支持多进程、多线程，但实现和控制比较麻烦。go语言天生支持并发和协程，可以轻松启动成千上万个协程。

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十二、Golang的数据类型？

Go语言的数据类型可以分为：基本数据类型和派生数据类型。

基本数据类型包括数值型（整形、浮点型、其他类型）、字符串、字符型、布尔型。

派生数据类型包括结构体、数组、指针、映射、切片、通道、函数、接口、联合体。

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十三、Golang程序中的包是什么？

包的本质是创建不同的文件夹，来存放程序文件。

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十四、Golang支持什么形式的类型转换？

Go支持显式类型转换以满足其严格的类型要求。

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十五、什么是Goroutine，如何停止它？

Goroutine是用户态的一种更轻量级的线程，其调度由用户（程序）控制而不是由内核控制。

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十六、两个接口之间可以存在什么关系？

如果A和B有想同的方法列表，那么接口A和B就是等价的，可以相互赋值；如果接口A的方法是接口B的子集，那么接口B可以赋值给接口A，因为B实现了A接口的所有方法。

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十七、同步锁有什么特点？作用是什么？

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十八、channel有什么特点，需要注意什么？

从类型、模式和状态总结channel的特点。

类型：channel分为有缓冲和无缓冲两种类型。

模式：只读模式、只写模式和读写模式。

ch1 := make(chan<- int) // 只读chan
ch2 := make(<-chan int) // 只写chan
ch3 := make(chan int) // 读写chan

状态：未初始化、正常和关闭

	未初始化	正常	关闭
关闭	panic	正常关闭	panic
发送	永远堵塞导致deadlock	堵塞或成功	panic
接收	永远堵塞导致deadlock	堵塞或成功	缓冲区为空接收类型零值，否则正常

注意点：

• 重复关闭channel会panic。
• 如果多个goroutine监听同一个channel，那么channel中的数据可能被随机的一个goroutine取走。
• 如果多个goroutine监听同一个channel，那么channel被关闭，所有goroutine都能收到退出信号。

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十九、channel缓冲有什么特点？

无缓冲的Channel是同步的，有缓冲的Channel是非同步的。

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二十、cap函数可以作用于哪些内容？

数组、切片和通道。

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二十一、Printf()，Sprintf()，FprintF()都是格式化输出，有什么不同？

• Printf格式化的字符串并输出到标准输出，一般为屏幕。
• Sprintf格式化的字符串并返回给变量。
• Fprintf格式化字符串并输出到文件中。

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二十二、值传递和引用传递的区别？

• 值传递是将变量的值拷贝一份传入相应的函数，在函数中对其进行修改不会影响到函数外。
• 引用传递是将变量的地址传入到相应的函数，在函数中的修改会影响到函数外。

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二十三、切片的扩容是如何实现的？

切片有三个域：数组指针、大小和容量。

• 首先判断，如果新申请容量大于 2 倍的旧容量，最终容量就是新申请的容量 
• 否则判断，如果旧切片的长度小于 1024，则最终容量就是旧容量的两倍 
• 否则判断，如果旧切片长度大于等于 1024，则最终容量从旧容量开始循环增加原来的1/4, 直到最终容量大于等于新申请的容量 

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二十四、defer的常用场景？

defer常用在成对的操作上，如打开、关闭、连接、断开连接、加锁、解锁。

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二十五、切片的底层实现？

切片的底层是通过数组实现的，基于数组实现使得底层的内存是连续分配的。

切片对象非常小，是因为它是只有3个字段的数据结构： 指向底层数组的指针、切片的长度、切片的容量。