腾讯-微信支付C++ 一面 面经总结

1. 请介绍一下HTTP和HTTPS的区别，以及HTTPS的握手过程

HTTP是明文传输协议，端口80；HTTPS是HTTP加上SSL/TLS加密层，端口443，提供数据加密、身份验证和完整性保护。

HTTPS握手过程：

• 客户端发送Client Hello，包含支持的TLS版本、加密套件列表、随机数
• 服务器返回Server Hello，选择加密套件，发送服务器证书和随机数
• 客户端验证证书有效性，生成预主密钥，用服务器公钥加密后发送
• 双方使用三个随机数生成会话密钥
• 双方发送Finished消息，完成握手，后续使用对称加密通信

这样既保证了密钥交换的安全性（非对称加密），又保证了数据传输的效率（对称加密）。

2. 说说进程和线程的区别，以及它们的通信方式

进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位。

主要区别：

• 内存空间：进程拥有独立地址空间，线程共享进程地址空间，但有独立的栈空间
• 资源开销：进程创建和切换开销大，线程轻量级
• 隔离性：进程间相互独立，一个崩溃不影响其他；线程共享资源，一个崩溃可能导致整个进程崩溃
• 通信：进程间通信需要IPC机制，线程可直接访问共享内存

进程通信方式：管道、消息队列、共享内存、信号量、Socket等。线程通信：共享内存变量、互斥锁、条件变量、信号量等同步机制。

内存布局上，栈从高地址向低地址增长，堆从低地址向高地址增长。

3. Epoll的底层实现原理，为什么比select/poll快？ET和LT模式有什么区别？

Epoll使用红黑树存储监听的文件描述符，使用就绪链表存储就绪事件。当文件描述符就绪时，通过回调机制将其加入就绪链表。

Epoll快的原因：

• 不需要每次都传递整个文件描述符集合，避免了大量内存拷贝
• 使用事件驱动，只返回就绪的文件描述符，时间复杂度O(1)
• 支持的文件描述符数量没有限制（select限制1024）
• 使用mmap共享内核和用户空间的内存，减少拷贝开销

LT（水平触发）模式：只要文件描述符处于就绪状态，就会一直通知。编程简单，不容易遗漏事件。

ET（边缘触发）模式：只在状态变化时通知一次。需要一次性读完所有数据，通常配合非阻塞IO使用。性能更高，但编程复杂度增加。

4. 数据库事务的隔离级别有哪些？分别解决什么问题？

四种隔离级别从低到高：

• 读未提交（Read Uncommitted）：可能出现脏读、不可重复读、幻读
• 读已提交（Read Committed）：解决脏读，但仍有不可重复读和幻读。Oracle默认级别
• 可重复读（Repeatable Read）：解决脏读和不可重复读，MySQL InnoDB默认级别，通过MVCC和间隙锁解决幻读
• 串行化（Serializable）：完全串行执行，解决所有并发问题，但性能最差

脏读：读到未提交的数据；不可重复读：同一事务内多次读取同一数据结果不同；幻读：同一查询在不同时间读到不同数量的行。

隔离级别越高，并发性能越低，需要根据业务场景权衡。

5. 数据库有哪些索引类型？B+树索引的原理是什么？

常见索引类型：

• B+树索引：最常用，支持范围查询和排序
• 哈希索引：等值查询快，不支持范围查询
• 全文索引：用于文本搜索
• 空间索引：用于地理位置数据

B+树索引原理：

• 非叶子节点只存储键值和指针，不存储数据，可以存储更多索引项
• 所有数据都在叶子节点，叶子节点通过指针连接形成有序链表
• 树的高度低（通常3-4层），减少磁盘IO次数
• 支持范围查询，可以通过叶子节点链表顺序扫描

聚簇索引：数据和索引存储在一起，InnoDB主键索引。非聚簇索引：索引和数据分离，需要回表查询。

6. C++中常用容器的底层实现是什么？

• vector：动态数组，连续内存空间。扩容时按1.5或2倍增长，需要重新分配内存并拷贝数据。随机访问O(1)，尾部插入删除O(1)，中间插入删除O(n)
• deque：双端队列，由多个固定大小的数组块组成，通过中央索引数组管理。两端插入删除O(1)，随机访问O(1)但比vector慢
• list：双向链表，非连续内存。插入删除O(1)，但不支持随机访问，需要O(n)遍历
• set/map：红黑树实现，有序容器。查找、插入、删除都是O(log n)，自动排序
• unordered_set/unordered_map：哈希表实现，无序容器。平均O(1)查找、插入、删除，最坏O(n)

选择容器时要考虑：是否需要排序、访问模式、插入删除频率、内存局部性等因素。

7. C++智能指针有哪些？它们的区别是什么？

• unique_ptr：独占所有权，不可拷贝只能移动。开销最小，适合明确单一所有者的场景
• shared_ptr：共享所有权，使用引用计数。最后一个shared_ptr销毁时释放资源。有一定开销（引用计数、控制块），可能出现循环引用
• weak_ptr：不增加引用计数的观察者指针，配合shared_ptr使用，解决循环引用问题。使用前需要lock()转换为shared_ptr
• auto_ptr：C++11已废弃，拷贝时转移所有权，容易出错

使用建议：默认使用unique_ptr，需要共享时用shared_ptr，打破循环引用用weak_ptr。避免裸指针管理动态内存。

8. 写时拷贝（Copy-On-Write）的应用场景和好处是什么？

写时拷贝是一种延迟拷贝优化技术，多个对象共享同一份数据，只有在修改时才真正拷贝。

应用场景：

• C++字符串实现（早期std::string）
• Linux进程fork：父子进程共享物理内存，写入时才拷贝页面
• 数据库快照和备份
• 容器的浅拷贝优化
• 文件系统（如Btrfs、ZFS）

好处：

• 减少内存占用，多个对象共享数据
• 提高拷贝性能，避免不必要的深拷贝
• 延迟开销，只在真正需要时才付出代价

需要注意线程安全问题，修改时需要检查引用计数并进行拷贝，通常配合引用计数实现。

9. 红黑树和AVL树有什么区别？适用场景有什么不同？

AVL树是严格平衡的二叉搜索树，任何节点的左右子树高度差不超过1。红黑树是近似平衡的，通过颜色标记保证最长路径不超过最短路径的2倍。

主要区别：

• 平衡性：AVL