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Golang基础类面试题与答案(三)

21、Golang Slice的底层实现

切片是基于 数组 实现的, 它的底层是 数组 ,它自己本身非常小,可以理解为对 底层数组的抽象。

因为基于数组实现,所以它的底层的 内存是连续分配 的,效率非常高,还可以通过 索引 获得数据,可以 迭代以及垃圾回收优化

切片本身并 不是动态数组或者数组指针 。它内部实现的数据结构 通过指针引用底层数组 ,设定相关属性,将数据读写操作限定在指定的区域内。

切片本身是一个 只读对象 ,其工作机制类似数组指针的一种封装。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

22、Golang Slice的扩容机制,有什么注意点?

Go 中切片的 扩容的策略 是这样的:

  • 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 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 切片的 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。
  • 如果最终容量 计算值溢出 ,则最终容量就是新申请容量。

23、扩容前后的 Slice 是否相同?

情况一:

原数组还有容量可以扩容(实际容量没有填充完),这种情况下,扩容以后的数组还是指向原来的数组, 对一个切片的操作可以影响多个指针指向相同地址的 slice

情况二:

原数组的容量已经达到了最大值,再想扩容,Go 默认会先开一片内存区域,把原来的值 拷贝 过来,然后再执行 append() 操作。这种情况丝毫 不影响原数组

复制 一个 Slice,最好使用 Copy 函数。

24、Golang 的参数传递、引用类型

Go 语言中所有的值参都是 值传递(传值) ,都是一个副本,一个拷贝。因为拷贝的内容有时候是 非引用类型 (int、string、struct 等这些),这样在函数中就 无法修改原内容数据

有的是 引用类型 (指针、map、slice、chan 等这些),这样就 可以修改原内容数据

Golang 的引用类型包括 slice、map 和 channel。它们有复杂的内部结构,除了申请内存外,还需要 初始化相关属性

内置函数 new 计算类型大小,为其 分配零值内存,返回指针 。而 make 会被编译器翻译成具体的创建函数,由其 分配内存和初始化成员结构 返回对象 而非指针。

25、Golang Map 底层实现

Golang 中 map 的 底层实现是一个散列表 ,因此实现 map 的过程实际上就是实现散列表的过程。

在这个散列表中,主要出现的结构体有两个,一个叫 hmap (a header for a go map),一个叫 bmap (a bucket for a Go map,通常叫其 bucket )。

26、Golang Map如何扩容

装载因子: count / 2 ^ B

触发条件:

  1. 装载因子是否 大于 6.5
  2. overflow bucket 是否 太多

解决方法:

  1. 双倍扩容 :扩容采取了一种称为 “ 渐进式 ” 的方式,原有的 key 并不会一次性搬迁完成,每次最多只会搬迁 2 个 bucket
  2. 等量扩容 :重新排列,极端情况下,重新排列也解决不了, map 成了链表,性能大大降低,此时哈希种子 hash0 的设置,可以 降低 此类极端场景的发生。

27、Golang Map 查找

Go 语言中 map 采用的是 哈希查找 表,由一个 key 通过哈希函数得到哈希值,64 位系统中就生成一个 64bit 的哈希值,由这个哈希值将 key 对应到不同的桶(bucket)中,当有多个哈希映射到相同的桶中时, 使用链表解决哈希冲突

key 经过 hash 后共 64 位,根据 hmap 中 B 的值,计算它到底要落在哪个桶时,桶的数量为 2 ^ B

例如 B=5,那么用 64 位最后 5 位表示第几号桶,在用 hash 值的高 8 位确定在 bucket 中的存储位置,当前 bmap 中的 bucket 未找到,则查询对应的 overflow bucket ,对应位置有数据则 对比完整的哈希值 ,确定是否是要查找的数据。

如果两个不同的 key 落在同一个桶上, hash 冲突使用链表法接近,遍历 bucket 中的 key ,如果当前 map 进行了扩容,处于数据搬移状态,则优先从 oldbuckets 查找。

28、介绍一下 channel

Go 语言中, 不要通过共享内存来通信,而要通过通信来实现内存共享 。Go 的 CSP(Communicating Sequential Process)并发模型 ,中文可以叫做 通信顺序进程 ,是通过 goroutine channel 来实现的。

所以 channel 的收发遵循先进先出 FIFO ,分为 缓存 无缓存 ,channel 中大致有 buffer (当缓存区大小不为 0 时,是个 ring buffer)、 sendx recvx 收发的位置(ring buffer 记录实现)、 sendq recvq 当前 channel 因为缓冲区不足而阻塞的队列、使用双向链表存储、还有一个 mutext 锁控制并发、其他元素等。

29、Go 语言的 channel 特性?

  1. 给一个 nil channel 发送数据 ,造成永久阻塞。
  2. 从一个 nil channel 接收数据 ,造成永久阻塞。
  3. 给一个 已经关闭 的 channel 发送数据 ,引起 panic
  4. 从一个 已经关闭 的 channel 接收数据 ,如果缓冲区中为空,则返回一个零值。
  5. 无缓冲 的 channel 是 同步 的,而 有缓冲 的 channel 是 非同步 的。
  6. 关闭 一个 nil channel 将会发生 panic

30、channel 的 ring buffer 实现

channel 中使用了 ring buffer (环形缓冲区) 来缓存写入的数据, ring buffer 有很多好处,而且非常适合用来实现 FIFO 式的固定长度队列。

channel 中, ring buffer 的实现如下:

ring buffer

hchan 中有两个与 buffer 相关的变量: recvx sendx 。其中 sendx 表示 buffer 中可写的 index recvx 表示 buffer 中可读的 index .

recvx sendx 之间的元素,表示已正常存放入 buffer 中的数据。我们可以直接使用 buf[recvx] 来读取到队列的第一个元素,使用 buf[sendx] = x 来将元素放到队尾。

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文章来源:智云一二三科技

文章标题:Golang基础类面试题与答案(三)

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