学习笔记面试宝典

1、基础篇1、TCP、UDP的区别？TCP与UDP区别总结：1. TCP面向连接（如打 要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即 数据之前不需要建立连接。2. TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到 达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付3. TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的 UDP没有拥塞 ，因此网络出现拥塞 使源主机的 速率降低（对实时应用很有用，如IP ，实时视频会议等）4. 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信5. TCP首部开销20字节;

2、UDP的首部开销小，只有8个字节6. TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道2、TCP协议如何保证可靠传输？校验和，确认 和序列号序列号：TCP传输时将每个字节的数据都进行了编号，这就是序列号。确认 ：TCP传输的过程中，每次接收方收到数据后，都会对传输方进行确认 。也就是 ACK报文。这个ACK报文当中带有对应的确认序列号，告诉 方，接收到了哪些数据，下一次的数据从哪里发。序列号的作用不仅仅是 的作用，有了序列号能够将接收到的数据根据序列号排序，并且去掉重复序列号的数据。这也是TCP传输可靠性的保证之一。超时重传：当TCP发出一个 ，它启动一个定时器，等待目的端确认收到

3、这个报文段。如果不 收到一个确认，将重发这个报文段。流量 ：TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间，TCP的接收端只 端 接收端缓冲区能接纳的数据。当接收方来不及处理 方的数据，能提示 方降低 的速率，防止包丢失。TCP使用的流量 协议是可变大小的滑动窗口协议。接收方有即时窗口（滑动窗口），随ACK报文发送拥塞 ：如果网络出现拥塞，分组将会丢失，此时 方会继续重传，从而导致网络拥塞程度更高。因此当出现拥塞时，应当这一点和流量 很像，但是出发点不同。流量 是 接收方能来得及接收，而拥塞 是为了降低整个网络的拥塞程度。TCP 主要通过四个算法来进行拥塞 ：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。3、T

4、CP的握手、挥 制？TCP的握 制：TCP的挥 制：详情参考：4、TCP的粘包/拆包 及其解决方法是什么？为什么会发生TCP粘包、拆包？ 发生TCP粘包、拆包主要是由于下面一些 ：1. 应用程序写入的数据大于套接字缓冲区大小，这将会发生拆包。2. 应用程序写入数据小于套接字缓冲区大小，网卡将应用多次写入的数据 到网络上，这将会发生粘包。3. 进行MSS（最大报文长度）大小的TCP分段，当TCP报文长度-TCP头部长度MSS的时候将发生拆 包。4. 接收方法不及时 套接字缓冲区数据，这将发生粘包。粘包、拆包解决办法:TCP本身是面向流的，作为网络服务器，如何从这源源不断涌来的数据流中拆分出或者合

5、并出有意义的信息呢？通常会有以下一些常用的方法：1. 端给每个数据包添加包首部，首部中应该至少包含数据包的长度，这样接收端在接收到数据后，通过 包首部的长度字段，便知道每一个数据包的实际长度了。2. 端将每个数据包封装为固定长度（不够的可以通过补0填充），这样接收端每次从接收缓冲区中 固定长度的数据就自然而然的把每个数据包拆 来。3. 可以在数据包之间设置边界，如添加特殊符号，这样，接收端通过这个边界就可以将不同的数据包拆 。5、Netty的粘包/拆包是怎么处理的，有哪些实现？对于粘包和拆包问题，常见的解决方案有四种：1. 客户端在 数据包的时候，每个包都固定长度，比如1024个字节大小，如果

6、客户端 的数据长度不足1024个字节，则通过补充空格的方式补全到指定长度；Netty提供的FixedLengthFrameDecoder2. 客户端在每个包的末尾使用固定的分隔符，例如rn，如果一个包被拆分了，则等待下一个包过来之后找到其中的rn，然后对其拆分后的头部部分与前一个包的剩余部分进行合并，这样就得到了一个完整的包；Netty提供LineBasedFrameDecoder与DelimiterBasedFrameDecoder3. 将消息分为头部和消息体，在头部中保存有当前整个消息的长度，只有在 到足够长度的消息之后才算是读到了一个完整的消息；Netyy提供了LengthFieldBa

7、sedFrameDecoder与LengthFieldPrepender4. 通过自定义协议进行粘包和拆包的处理。Netty提供了通过实现MessageToByteEncoder和ByteToMessageDecoder来实现6、同步与异步、阻塞与非阻塞的区别？简单点理解就是：1. 同步，就是我调用一个功能，该功能没有结束前，我死等结果。2. 异步，就是我调用一个功能，不需要知道该功能结果，该功能有结果后通知我（回调通知）3. 阻塞，就是调用我（函数），我（函数）没有接收完数据或者没有得到结果之前，我 返回。4. 非阻塞，就是调用我（函数），我（函数）立即返回，通过select通知调用者同步I

8、O和异步IO的区别就在于：数据拷贝的时候进程是否阻塞 阻塞IO和非阻塞IO的区别就在于：应用程序的调用是否立即返回7、说说网络IO模型？8、BIO、NIO、AIO分别是什么？BIO:同步并阻塞 ，服务器实现模式为 接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动 一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改 善。BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器 要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。NIO:同步非阻塞 ，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端 的连接请求都会 到多路复用器上

9、，多路复用器轮询到连接有I/O请求 启动一个线程进行处理。NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。AIO:异步非阻塞 ，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理.AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相 册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。9、select、poll、epoll的机制及其区别？单个进程打开的文件描述符（fd文件句柄）不一致select ：有最大连接数限制数为1024，单个进

10、程所能打开的最大连接数由FD_ZETSIZE宏定义。poll：poll本质上与select没有区别，但是它没有最大连接数的限制， 是它是基于链表来的。epoll：虽然连接有上限，但是很大，1G内存的 可以打开10万左右的连接，以此类推。Socket的方式不一致select ：轮询的方式，一个一个的socket检查过去，发现有socket活跃 进行处理，当线性socket增多时，轮询的速度将会变得很慢，造成线性造 能下降问题。poll：对select稍微进行了优化，只是修改了文件描述符，但是 socket的方式还是轮询。expoll：epoll内核中实现是根据每个fd上的callback函数来实

11、现的，只有活跃的socket才会主动 调用callback，通知expoll来处理这个socket。（会将连接的socket 到epoll中, 相当于socket 的花名册, 如果有一个socket活跃了, 会回调一个函数, 通知epoll,赶紧过来处理）内存空间拷贝方式（消息传递方式）不一致 select：内核想将消息传递到用户态，需要将数据从内核态拷贝到用户态,这个过程非常的耗时poll：同上epoll：epoll的内核和用户空间共享一块内存，因此内存态数据和用户态数据是共享的select、poll、epoll时间复杂度分别是：O(n)、O(n)、O(1)10、Netty跟Java NIO

12、有什么不同，为什么不直接使用JDK NIO类库？NIO有什么缺点：NIO的类库和API还是有点复杂，比如Buffer的使用 Selector编写复杂，如果对某个 后，业务代码过于耦合 需要了解很多多线程的知识，熟悉网络编程 面对断 连、保丢失、粘包等，处理复杂NIO存在BUG，根据网上 说是selector空轮训导致CPU飙升，具体有 的 JDK的官网Netty主要的优点有：框架设计优雅，底层模型随意切换适应不同的网络协议要求提供很多标准的协议、安全、编码 的支持解决了很多NIO不易用的问题在很多开源框架中使用，如Dubbo、RocketMQ、Spark等底层 有：Zero-Copy-Capa

13、ble Buffer，非常易用的灵拷贝Buffer（这个内容很有意思，稍后专门来说）；统一的API； 扩展的时间模型传输方面的支持有：管道通信（具体不知道干啥的，还请老司机指教）；Http隧道；TCP与UDP协议方面的支持有：基于原始文本和二进制的协议；解压缩；大文件传输；流 传输；protobuf编 ；安全认证；http和websocket总之提供了很多现成的功能可以直接供开发者使用。12、Netty组件有哪些，分别有什么关联？ChannelSocketEventLoop流，多线程处理，并发；ChannelHandler和ChannelPipeline Bootstrap 和 ServerB

14、ootstrap13、说说Netty的执行流程？1. 创建ServerBootStrap实例2. 设置并绑定Reactor线程池：EventLoopGroup，EventLoop就是处理所有 到本线程的Selector上面的Channel3. 设置并绑定服务端的channel4. 创建处理网络 的ChannelPipeline和handler，网络时间以流的形式在其中流转，handler完成 多数的功能定制：比如编 SSl安全认证5. 绑定并启动 端口6. 当轮训到准备就绪的channel后，由Reactor线程：NioEventLoop执行pipline中的方法，最终调度 并执行channe

15、lHandler高级篇14、Netty高性能体现在哪些方面？.15、Netty的线程模型是怎么样的？Reactor线程模型Reactor单线程模型 一个NIO线程+一个accept线程：Reactor多线程模型Reactor主从模型 主从Reactor多线程：多个acceptor的NIO线程池用于接受客户端的连接Netty可以基于如上三种模型进行灵活的配置。总结Netty是建立在NIO基础之上，Netty在NIO之上又提供了更 次的抽象。在Netty里面，Accept连接可以使用单独的线程 处理，读写操作又是另外的线程 处理。Accept连接和读写操作也可以使用同一个线程 进行处理。而请求处理

16、逻辑既可以使用单独的线程 处理，也可以跟放在读写线程一块处理。线程 的每一个线程都是NIO线程。用户可以根据实际情况进行组装，构造出满足系统需求的高性能并发模型。16、Netty的零拷贝提体现在哪里，与操 上的有什么区别？传统意义的拷贝是在 数据的时候， 传统的实现方式是：1. File.read(bytes)2. Socket.send(bytes)这种方式需要四次数据拷贝和四次上下文切换：1. 数据从磁盘 到内核的read buffer2. 数据从内核缓冲区拷贝到用户缓冲区3. 数据从用户缓冲区拷贝到内核的socket buffer4. 数据从内核的socket buffer拷贝到网卡接口

17、（硬件）的缓冲区零拷贝的概念明显上面的第二 第三步是没有必要的，通过java的FileChannel.transferTo方法，可以避免上面两次多余的拷贝（当然这需要底层操 支持）1. 调用transferTo,数据从文件由DMA引擎拷贝到内核read buffer2. 接着DMA从内核read buffer将数据拷贝到网卡接口buffer上面的两次操作都不需要CPU参与，所以就达到了零拷贝。Netty中的零拷贝主要体现在三个方面：1、bytebufferNetty 和接收消息主要使用bytebuffer，bytebuffer使用对外内存（DirectMemory）直接进行Socket读写。

18、：如果使用传统的堆内存进行Socket读写，JVM会将堆内存buffer拷贝一份到直接内存中然后再写入socket，多了一次缓冲区的内存拷贝。DirectMemory中可以直接通过DMA 到网卡接口2、Composite Buffers传统的ByteBuffer，如果需要将两个ByteBuffer中的数据组合到一起，我们需要首先创建一个size=size1+size2大小的新的数组，然后将两个数组中的数据拷贝到新的数组中。但是使用Netty提供的组合ByteBuf，就可以避免这样的操作，因为CompositeByteBuf并没有真正将多个 Buffer组合起来，而是保存了它们的 ，从而避免了数

19、据的拷贝，实现了零拷贝。3、对于FileChannel.transferTo的使用Netty中使用了FileChannel的transferTo方法，该方法依赖于操实现零拷贝。17、Netty的内存 怎么实现的？netty内存池实现原理netty内存池可以分配堆内存和 内存（Direct内存），内存分配的 算法是类似的，从堆内存分配代码入手来学习整个内存池的原理。netty框架处理IO 时，使用ByteBuf承载数据。ByteBuf的内存分配由PooledByteBufAllocator来执行，最终的内存分配工作会被委托给PoolArena，堆内存分配的PoolArena实现是HeapAren

20、ty通常被用于高并发系统，多线程竞争加锁会影响内存分配的效率，为了缓解高并发时的线程竞争，netty 使用者创建多个分配器（PoolArena）来分离线程竞争，提高内存分配效率。可通过PooledByteBufAllocator构造子中的nHeapArena参数来设置PoolArena的数量，或者直接取框架中的 默认值，通过以下代码决定默认值，默认值根据CPU 数、JVM最大可用内存以及默认内存块（PoolChunk）大小等参数来计算这个默认值，计算逻辑是：1）获取系统变量ty.allocator.numHeapArenas，通过System.setProperty(ty.alloc

21、ator.numHeapArenas, )或者增加JVM启动参数- Dty.allocator.numHeapArenas= 设置，如果设置了值，把这个值当做Arena的个数。2）如果没有设置ty.allocator.numHeapArenas系统变量，计算CPU 数*2和JVM最大可用内存/默认内存块大小/2/3，取其中一个较少的值当做PoolArena的个数。确定PoolArena个数之后框架会创建一个PoolArena数组，数组中所有的PoolArena都会用来执行内存 分配。线程申请内存分配时，线程会在这个PoolArena数组中挑选一个当前被占用次数最少的Arena执行内存分配。此外

22、，netty使用扩展的线程对象FastThreadLocalThread来优化ThreadLocal性能，具体的优化思路 是：默认的ThreadLocal使用ThreadLocalMap 线程局部变量，它的实现方式类似于HashMap，需 要计算hashCode 到线程局部变量所在Entry的索引，而FastThreadLocalThread使用FastThreadLocal代替ThreadLocal，FastThreadLocalThread用一个数组来维护线程变量，每个FastThreadLocal维护一个index，该index就是线程局部变量在数组中的位置，线程变量直接通过index无需计算hashCode，FastThreadLocal的优势是减少了hashCode的计算过程，虽然性能只会有轻微的提升，但在高并发系统中，即使只是轻微的提升也会成倍放大。请阅读文章：?.18、Netty的对象 怎么实现的？Netty 并没有使用第 库实现对象池，而是 实现了一个相对轻量的对象池。通过使用threadLocal，避免了多线程下取数据时可能出现的线程安全问题，同时，为了实现多线程回收同一个 实