前提：

因近段时间，我在考虑新的工作机会，并在自己的以往的工作内容做了一些简单的总结，以及部分在面试过程当中遇到了一些新的问题，总结一篇关于Golang工程师针对后端开发的一些知识点。

本文仅作为参考，只是知识点，有些点不会说的很详细，也有一些其他的工具或者知识没有放入本文中，如您有意见或建议，请提出，后面会对文章内容进行更新。

本文会从以下几个方面阐述

  1. 数据结构
  2. 算法
  3. 网络
  4. 系统内核
  5. 数据库
  6. 架构
  7. Golang本身
  8. Linux常用工具

计算机的主要组成就是算法和数据结构，所以开篇的重点就是数据结构和算法

一、数据结构

数据结构方面主要分为三方面：表、树、图

  1. 表

常见的表有：数组、单链表、双链表、循环链表、散列表

2. 树

主要要解决的一个问题是：树的插入和查找的问题。

树主要有：B树、B-树、B+树，字典树，平衡二叉树、红黑树、哈夫曼树、堆 等

实战例子：

  • B+树一般用于文件索引，如：Mysql的索引实现
  • 字典树，用于字符串多模式匹配
  • 红黑树，用于搜索引擎

3. 图

图的组成主要有：有向图、无向图、带权图

一般场景，如：用于网络流量的动态规划、地理位置的路线分配等

二、算法

  1. 排序算法

要记住常用的排序，以及时间和空间复杂度。

算法有：希尔、直插，冒泡、快排，简单排序、堆排，归并，基数

常考的为：快排，堆排

2. 查找

  • 二分查找：常用于小数据量集的内存查找，如：IP地址对应的省份
  • 二叉排序树查找，和数据结构的树对应
  • B树：常用于索引中
  • Hash
  • BloomFilter：常用于大数据量集中，判断对象是否存在

3. 常用算法思路

  • 分治
  • 归并规划
  • 贪心
  • 回溯
  • 分支界定

4. 算法复杂度

时间和空间：主要是通过分析算法本身，了解到算法在空间和时间上的开销。

5. 字符串匹配

  • BF算法
  • BM算法
  • Sunday算法
  • KMP算法
  • Tire算法

三、网络

计算机网络，是不同计算机之间沟通的一个介质，这些内容是最基础的，也是必须了解的部分。

  1. 通讯协议
  • TCP/ IP，要了解三次握手、四次挥手的过程，以及通过系统的一些命令去观察这部分的链接问题
  • HTTP/HTTPS，还要包含 HTTP1.1 和 HTTP2.0，以及HTTPS在加密方面的过程
  • RPC/Socket
  • WebSocket
  • RTP
  • RESP
  • AMQP

2. DNS

以一个问题来阐述：一次浏览器请求外部链接，中间发生的过程有哪些？

四、系统内核

系统内核涉及的知识点非常多，这里仅列出了几个比较常见的问题。

  1. Linux锁的方式
  • 自旋锁
  • 信号量：内核信号量和IPC信号量

2. 内核模式和用户模式

3. 如何申请内存

  • vmalloc 大内存申请，线性地址连续，物理地址可能不连续
  • kmalloc 小内存申请，线性地址和物理地址都连续

4. 用户进程的通讯方式

  • 管道（Pipe）：某个进程与他共有祖先的进程可进行通讯
  • 命名管道（Named Pipe）：主要是对管道本身进行了命名，具有管道的所有功能。mkfifo来启动，可用不同进程间的通讯。Erlang语言的内部多采用与此。
  • 信号（Single）
  • 消息队列（Message Queue）
  • 共享内存（Shared Memory）
  • 信号量（Semaphore）
  • 套接字（Socket）

五、数据库

数据库一般情况下分为，内存数据库和关系型数据库。以下用Redis和Mysql来作代表

  1. Redis
  • 持久化的方式
  • AOF：
  • 按照一定时间间隔，将缓存的操作命令记录到文件中
  • 有一定的时间差，数据可能丢失比较多
  • RDB
  • save：阻塞当前进程，将内存备份到文件中
  • bgsave：folk一个子进程，与主线程共享内存，把内存写入到文件中，再覆盖原有的文件
  • 数据类型
  • 字符串：有一定的内存大小限制
  • Hash
  • 列表（List）
  • 集合（Set）
  • 有序集合（Zset）
  • 过期策略
  • 定期删除：每隔一段时间检查抽样
  • 惰性删除：在访问Key的时候检查，过期则删除
  • 集群管理
  • 主从设置与数据备份
  • 数据的分割和有效管理：一般会用到一致性Hash

2. Mysql

这里没有分引擎来说

  • 索引
  • B+树
  • 搜索树
  • 数据量大的优化方向
  • SQL语句本身
  • 索引优化
  • 自带分库分表
  • 拆分集群的服务优化
  • 事务
  • 特性
  • 一致性
  • 原子性
  • 隔离性
  • 持久性
  • 隔离级别
  • 未提交读
  • 提交读
  • 可重复读
  • 串行读

六、架构

架构方面主要讲微服务的内容

  1. 异步微服务

如通过消息中间件，用于服务之间的沟通，达到服务本身没有耦合的状态

2. 同步微服务

如通过注册发现机制，找到需要请求的服务对象，并从微服务A向B直接发起请求

3. 微服务主要要解决的几个问题

  • 分布式事务
  • XA-协议（2PC）
  • TCC，多用于电商和金融
  • 一致性协调，多用于消息队列的方式
  • 阿里云GTS
  • 分布式链路管理：路由管理
  • 分布式链路问题追踪

七、Golang本身

  1. CAP理论（分布式系统理论）
  • 一致性（Consistency）
  • 可用性（Availability）
  • 分区容错性（Partition tolerance）

2. 内存回收

Golang在早期的版本是使用引用计数法，在1.4-1.7分别对引用计数改进，以及引入标记清除，再对标记清除做改进，到三色标记；在1.8以后引入分代回收。

  • 引用计数法：标记计数的次数频繁，导致性能下降。同时无法解决循环引用的问题。
  • 标记清除法：标记未引用的内存，在一定时间周期做消除。并发多的情况下，也会影响性能。
  • 三色标记法
  • 分代回收法：相当于多个堆，按照不同等级划分

3. GMP原理

  • Goroutine：Go携程管理里面最小的单位。启动Goroutine时，会自动放入一个Processor队列中，包含Main函数
  • Processor：协调Machine来执行自己队列中的Goroutine
  • Machine：可以理解为线程，所有Goroutine都在上面执行

4. 锁的方式

  • 自旋锁：如sync包中的锁
  • 互斥锁
  • CLHLocker：基于隐式链表，没有序节点属性
  • MCSLocker：基于显示链表，有序节点属性
  • CAS算法：当且仅当 V 的值等于 A时，CAS通过原子方式用新值B来更新V的值，否则不会执行任何操作（比较和替换是一个原子操作）。一般情况下是一个自旋操作，即不断的重试

5. 字符串的原理

  • 固定长度的Slice对象
  • bytes.Buffer的操作原理
  • Slice对象的内存分配问题

八、常用工具及操作命令

  1. 命令行

只说重点，像rm, cp, mv不是重点

  • top
  • lsof
  • netstat
  • iostat
  • free
  • ps
  • df / du
  • awk

2. 工程管理工具

  • github
  • gitlab
  • svn
  • 其他

3. IDE，IDE在各种语言开发都有不同，每个工程师也有不同。我采用的主要是Sublime Text或Visual Studio Code，这两个主要是以文本编辑为主，所以基本没有运行环境。但好处在于让开发的每个细节都会印象深刻。

结题，本文如开篇所属，仅做参考！

致谢