附录 E 后端面试基础知识题单

C++ 的显式对象生命周期和资源管理带来了哪些能力与风险？
栈对象和堆对象在生命周期、分配开销和空间限制上有什么区别？
new/delete 和 malloc/free 的本质区别是什么？
为什么 C++ 代码中不能混用 new/delete 和 malloc/free？
移动语义解决了什么问题？
const、引用成员、explicit、=default 和 =delete 分别可以表达什么约束？
C++ 多态、虚函数、虚表和动态绑定分别是什么？
RTTI、虚函数和继承层次会带来哪些运行时和可维护性成本？
菱形继承和对象切片分别是什么问题？
vector、list 和 deque 在内存布局、局部性和操作复杂度上有什么区别？
map 和 unordered_map 在排序、范围查询、平均复杂度、内存和最坏情况上有什么区别？
set 和 unordered_set 分别适合什么去重和成员判断场景？
sort、lower_bound 和 accumulate 分别适合什么算法表达？
什么是 STL 容器的迭代器失效？
map、unordered_map 和 list 删除元素时的失效规则有什么差异？
STL 容器为什么通常不默认提供线程安全？
C 风格字符串和 std::string 在长度管理、安全性和使用方式上有什么区别？
extern "C" 在跨语言接口中解决什么问题？
跨语言字符串接口应该如何明确内存所有权和 ABI 边界？
网络协议解析中的字符串和缓冲区为什么必须明确消息边界与异常输入处理？
time、top、perf、gprof、valgrind 和 gdb 分别适合定位什么问题？
频繁动态分配、深拷贝、容器局部性差和粗粒度锁分别会造成什么性能问题？
悬垂指针、重复释放、越界、未初始化变量和对象切片分别如何导致不稳定？
析构顺序错误、链接符号缺失、ABI 不兼容和运行时库不一致分别如何排查？
undefined symbol、pkg-config、find_package 和 ldd 在构建排障中分别有什么作用？
为什么智能指针、明确所有权、少用裸指针和谨慎继承能降低 C++ 工程风险？
unique_ptr、shared_ptr 和 weak_ptr 分别表达什么所有权关系？
shared_ptr 的引用计数会带来哪些额外成本？
为什么不应该为了方便把所有对象都改成 shared_ptr？
移动后对象应该满足什么可用但未指定状态？
Rule of Three、Rule of Five 和 Rule of Zero 分别解决什么资源管理问题？
拷贝构造、移动构造、拷贝赋值和移动赋值的调用时机有什么区别？
异常安全的基本保证、强保证和不抛出保证分别是什么？
RAII 如何帮助 C++ 代码在异常路径上释放锁、文件和内存？
构造函数抛出异常时，已经构造的成员和基类会如何析构？
noexcept 如何影响移动操作、容器扩容和异常传播？
reserve、resize 和 shrink_to_fit 分别改变什么？
vector 连续内存为什么通常有更好的 CPU Cache 局部性？
unordered_map 的桶、哈希冲突和 rehash 分别如何影响查询？
lower_bound、upper_bound 和二分查找分别适合什么排序数据？
C++ 标准库容器在多读一写、多写和并行遍历时需要什么外部同步？
std::stringstream、格式化库和手工拼接在性能和可读性上有什么区别？
UTF-8、字符数量和字节数量在协议与日志处理中为什么不能混用？
C++ ABI 不兼容通常由哪些编译器、标准库和编译选项差异造成？
静态链接、动态链接和运行时库版本之间有什么部署取舍？
ldd 输出中缺少动态库或加载到错误版本时如何排查？
为什么全局变量、静态初始化顺序和析构顺序会造成启动或退出问题？
虚函数调用在热路径中可能带来哪些间接调用和分支预测成本？
RTTI 和异常机制在性能敏感路径中为什么需要谨慎使用？
对象切片为什么会丢失派生类状态和多态行为？
多重继承、虚继承和组合分别适合什么设计场景？
锁粒度、读写锁、无锁结构和线程本地存储如何影响 C++ 并发性能？
原子操作的内存序为什么会影响可见性和重排？
什么是数据竞争？为什么未定义行为比简单的错误返回更危险？
C++ 中条件变量为什么需要在循环里重新检查条件？
线程池、对象池和连接池分别解决什么问题？
频繁分配释放如何造成碎片、锁竞争和尾延迟？
内存池和分配器优化什么时候值得引入？
perf 如何定位 CPU 热点、锁竞争和上下文切换？
valgrind、AddressSanitizer、ThreadSanitizer 和 UndefinedBehaviorSanitizer 分别适合什么问题？
core dump、调试符号和可复现构建为什么对线上崩溃定位重要？
gdb 中如何结合线程栈、变量和寄存器判断崩溃原因？
为什么优化编译、调试编译和链接时优化会影响问题复现？
C++ 性能优化为什么应同时观察 CPU、内存带宽、Cache Miss 和系统调用？
如何判断一个性能问题应该通过算法、数据结构、内存布局还是并发模型解决？
如何建立 C++ 模块的所有权、生命周期、异常、构建和运行时边界？
std::move 做了什么？为什么它本身不一定真的移动资源？
右值引用、左值引用和完美转发分别适合什么场景？
std::forward 为什么能保留参数的值类别？
临时对象生命周期延长有哪些规则和陷阱？
返回局部对象的引用或指针为什么会产生悬垂引用？
const 成员函数、可变成员和线程安全之间有什么关系？
虚函数调用为什么要求对象的动态类型有效？
构造函数和析构函数中调用虚函数为什么可能得不到派生类行为？
std::span 或视图类型如何表达不拥有内存的缓冲区？
不拥有内存的指针、引用和视图如何避免超过被引用对象生命周期？
对齐、填充和结构体字段顺序如何影响内存占用？
false sharing 是什么？它为什么会影响多线程计数器性能？
Cache line 局部性如何影响 vector、链表和哈希表的实际性能？
分支预测、虚函数间接调用和随机内存访问为什么会造成性能差异？

Go

Go 相比 C++ 和 Python，在性能控制、开发复杂度、并发表达和交付方式上做了什么取舍？
数组、切片、map、struct 和 interface 分别表达什么语义？
Go 的 map 为什么不能直接安全地并发读写？
defer 适合承担哪些资源释放职责？它在热路径中有什么成本？
Go 的显式错误返回值如何影响函数设计和失败路径？
panic 和普通业务错误分别适合表达什么情况？
recover 在服务端入口层通常承担什么角色？
G、P、M 调度模型分别代表什么？
无缓冲 Channel 和有缓冲 Channel 分别表达什么同步和队列语义？
关闭 Channel 后继续读取、读取空 Channel 和向已关闭 Channel 写入分别会怎样？
为什么错误的 Channel 设计容易造成 Goroutine 泄漏和死锁？
生产者消费者、fan-out/fan-in、worker pool 和批处理分别如何用 Go 表达？
为什么 Go 强调小接口和面向消费方定义？
为什么过大或过早抽象的接口会降低可维护性？
为什么预期内业务失败不应该统一使用 panic？
net、net/http、context、sync 和 runtime 分别为网络服务提供什么能力？
sync.Mutex、sync.RWMutex、sync.WaitGroup、sync.Once 和原子操作分别适合什么场景？
Ticker、Timer、文件、连接和响应体不释放会带来什么资源风险？
如何使用 profile 判断 Go 服务慢在分配、对象存活、锁竞争还是并发模型？
如何设计一个具备超时、取消、连接复用和优雅退出能力的 Go 网络服务？
make 和 new 分别适合初始化哪些类型？
指针接收者和值接收者对方法集和接口实现有什么影响？
类型断言和类型 switch 分别适合什么运行时类型判断？
空接口和泛型分别解决什么抽象问题？
defer 的执行顺序、参数求值和闭包捕获有哪些坑？
panic 在 Goroutine 内发生时为什么不能总被其他 Goroutine 的 recover 捕获？
为什么错误信息应该携带操作上下文但避免泄露敏感数据？
Context 的 deadline、取消信号和 request-scoped value 分别适合什么用途？
为什么不应该把 Context 当作普通配置容器？
Goroutine 泄漏通常由哪些 Channel、Context、Timer 和等待逻辑造成？
如何通过 pprof、runtime 指标和 Goroutine dump 定位泄漏？
GOMAXPROCS 如何影响 CPU 并行和服务吞吐？
过多 Goroutine 为什么可能造成调度、内存和下游连接压力？
无缓冲 Channel 的发送和接收为什么必须同时就绪？
有缓冲 Channel 的容量应该如何根据生产速率、消费速率和内存预算设置？
关闭 Channel 和发送结束信号分别适合哪些所有权关系？
多个生产者如何安全地协作关闭一个 Channel？
select 的随机选择、公平性和 default 分支会带来什么行为？
select 中的超时分支如何避免 Goroutine 无限等待？
Worker Pool 如何限制并发、传播错误和等待所有任务结束？
Fan-out/fan-in 如何处理结果顺序、部分失败和取消？
Go 的 errgroup 适合解决哪些并发任务生命周期问题？
为什么并发任务需要明确谁负责取消、关闭和回收？
sync.Mutex 和 sync.RWMutex 如何根据读写比例选择？
sync.Once 适合初始化什么资源？初始化失败时如何处理？
sync.WaitGroup 为什么不应该复制或在任务开始后随意修改计数？
原子操作适合计数和状态交换，但为什么不能替代多字段事务更新？
Go map 的并发读写应该如何通过锁、单线程拥有者或并发 Map 结构治理？
数据竞争检测工具如何帮助发现只在高并发下出现的问题？
sync.Pool 的对象为什么可能被运行时随时回收？
Go HTTP Server 的连接、请求、Handler 和 Context 生命周期分别是什么？
HTTP 客户端 Transport 如何影响连接池、Keep-Alive 和 DNS？
为什么每次创建一个默认 HTTP Client 可能导致连接复用和资源治理问题？
如何为 Go HTTP 客户端配置连接超时、TLS 握手超时、响应头超时和空闲连接超时？
为什么服务端必须设置请求体大小、Header 超时和空闲连接超时？
如何通过 context deadline 将一次请求的时间预算传递给下游？
Go 服务收到 SIGTERM 后应该如何停止接收新请求并等待存量请求完成？
如何在服务退出时关闭 Listener、数据库连接、消息消费者和后台 Goroutine？
Ticker 和 Timer 不停止会造成哪些资源和逻辑问题？
string 与 []byte 转换为什么可能产生复制和 GC 压力？
切片复用底层数组时如何避免意外保留大数组？
切片扩容、预分配和批量追加如何影响内存分配次数？
Go GC 的目标与延迟、吞吐和内存占用之间有什么取舍？
如何通过 pprof 的 heap、allocs、goroutine、mutex 和 block profile 定位问题？
Go 服务出现 P99 延迟升高时，应该如何区分 GC、锁、调度、网络和下游依赖？
cgo 为什么可能阻塞调度、增加线程数量并影响部署复杂度？
Go 单二进制部署仍然需要关注证书、时区、动态库和 CPU 架构吗？
Go 模块、版本选择和 vendor 如何保证依赖可复现？
如何设计 Go 包的边界，避免循环依赖和过大的公共接口？
为什么小接口、组合和依赖注入有利于 Go 服务测试？
如何测试 Go 并发代码中的超时、取消、竞态和部分失败？
如何设计 Go 消费者的重试、幂等、优雅退出和积压治理？
Go 的值传递语义与引用类型的共享底层数据之间有什么关系？
append 返回新切片为什么必须接收返回值？
切片截取后为什么可能意外保留整个大数组？
Go 的包初始化顺序如何影响全局变量和依赖关系？
Context 取消后，下游 HTTP、数据库和 Goroutine 如何及时停止？
Channel 缓冲区大小如何根据峰值、突发和处理速率估算？
Channel 消费者退出但生产者继续发送时，如何避免发送方永久阻塞？
多路 Channel 合并时如何保证取消、错误和关闭语义一致？
什么时候使用 Channel，什么时候使用 Mutex、原子操作或直接函数调用？
Go 的逃逸分析如何影响栈分配、堆分配和 GC 压力？
[]byte、string 和 bytes.Buffer 在网络编解码中的取舍是什么？
Go 的 JSON 编解码为什么可能成为 CPU 和内存热点？
HTTP Handler 中启动后台 Goroutine 时，如何保证请求取消后不会遗留任务？
Go 数据库连接池中的最大连接、空闲连接和连接生命周期如何设置？
数据库连接池耗尽时，如何区分 SQL 慢、事务未提交和连接泄漏？
Go 消息消费者如何处理批量拉取、手动确认、重试和死信？
消费者优雅退出时，如何停止拉取、完成安全任务并提交已处理进度？
Go 服务如何通过限流、超时和并发信号量保护下游依赖？
高基数指标标签为什么可能造成监控系统和服务自身的额外压力？
pprof 暴露接口为什么需要权限和网络隔离？
交叉编译时，CPU 架构、cgo、系统调用和动态库会带来哪些问题？
Go 模块升级为什么需要关注间接依赖、语义版本和安全公告？
为什么并发测试需要控制时间、随机性和调度顺序，避免偶发失败？
如何设计 Go 服务的容量测试，分别观察 CPU、GC、连接、锁和下游压力？
如何让 Go 服务在依赖不可用时快速失败、有限重试并提供降级结果？
如何区分 Go 服务中的业务错误、客户端错误、依赖错误和程序异常？
Go 的并发控制如何与 Kubernetes 的副本扩展和连接池容量共同规划？
多个 Go 实例同时处理同一任务时，如何通过租约、幂等和分片避免重复副作用？
Go 网络服务的 P99 延迟如何拆分为排队、调度、GC、网络和下游等待？

Keyboard shortcuts

System Design Primer