笔记&问题

先有系统，再编写程序，程序在系统上跑，程序之间还能交互 1系统简介环境：x86-64 linux c从hello word的整个流程

• 看到的人类文本内容，其实是ascII编码组成的？
  • 数字代表文本,每个数字又是二进制01表示？
• 文本要gcc编译成二进制执行文件
• 理解内部，才能编程时候更高效--实现一个结果方法很多，总有最好的
• 运行hello ，shell直接run
  • 硬件
    • 总线 传递信息，以4字节，或者8字节-64位传递,每次？
    • I/O设备 通过控制器、适配器与IO设备连接 传数据
    • 主存 是芯片存储器 带有地址
    • CPU处理器 寄存器程序计数器 处理主存中的指令
      • 从主存中加载数据到寄存器
      • 从寄存器复制数据到主存
      • 运算算术逻辑单元 从寄存器中取出数据计算
      • 跳转？跳转执行位置
  • 运行过程
    • 从键盘复制内容到主存
    • 从磁盘加载数据到主存
    • 处理器处理，将结果复制到寄存器，结果再传递给显示器
• 数据在磁盘、主存、CPU的寄存器中复制
  • 寄存器存的少，主存存的多，磁盘更多
    • 但是处理器从寄存器读取最快
      • ？kafka顺序磁盘比内存还快
  • 高速缓存处理器，比主存更快，更接近寄存器
• 存储器的层次结构
  • L0--最快，但是存的最少，寄存器
  • L1-L3 高速缓存 cache?
  • L4主存
  • L5本地磁盘
  • L6分布式文件系统，远程服务器文件
    • 分布式的不都得这样吗？
• 操作系统是中间层，把应用系统和硬件分离开
  • 文件
    • 就是字节序列 ？但不同的文件格式又是？
    • 每个IO设备，都能看成文件？
  • 虚拟内存 java虚拟机也是包含这些部分
    • 每个进程看到的一样。？如果主存不够用怎么办。包含不同的区域
      • 程序代码，全局变量数据
      • 堆 ？可动态扩展
      • 共享库
      • 栈 也可动态扩展
      • 内核虚拟内存
  • 进程
    • 一个运行的程序像是独占所有硬件
      • 一个cpu在多个进程间切换，执行不同进程的指令
        • 上下文切换
      • 进程切换，是内核做的，内核是主存中的一部分，保存每个进程的状态？
  • 线程
    • 是一个进程中，多个执行单元，共享进程中的指令和数据
    • 并发，提高一个进程的效率
• 各个计算机之间通信，靠网络--也是文件
  • 从主存复制数据--网络适配器--网络--其他机器
  • 客户端和服务器端通信
    • 客户端也是个计算机
• 总结重要概念
  • 系统是硬件和软件的结合体
  • 并发concurrency和并行parallelism
    • 线程级并发
      • 单核处理器---多核处理器、超线程？-1核多路?
    • 指令集并行
      • pipeline 将执行一条指令划分成不同步骤，硬件每次执行一个步骤 ？spark--job--stage 达到并行计算效果
    • 单指令、多数据并行？
  • 抽象的重要
    • 应用程序接口API--封装提供
    • 文件是对所有IO设备的抽象
    • 虚拟机 是对计算机的抽象

• ？所有的生活中的信息如何统一成计算机语言
• 01信号，就是位bit
  • 无符号编码 正整数
    • 32位表示int 超过了会溢出
    • 不溢出那么计算中就是精确的
  • 有符号编码补充负数，含有正负数
  • 浮点数 2为单位的科学计数法
    • 小数，永远不精确，是近似的
• 信息存储
  • 位bit 01信号 ，字节byte 8位的块，作为最小的存储单元；再往大B,kb,Mb,Gb,TB,PB
  • 内存就是字节组成的数组，每个字节都有地址--唯一的数字标识
    • 指针是一个内存块的第一个字节地址--内存地址
  • 十六进制 来表示一个字节 8位--是2进制表示，换算成10位--0--256
    • 0-9，A-F 来表示 0x开头
  • 字数据大小wordsize？
    • 32位机还是64位机，
      • 对64位机，虚拟地址范围是0--2 64 -1，程序最多访问2 64个字节？
      • ？虚拟地址空间变大？64位有16EB空间
      • 不同类型的内容，在32位、64位是多少字节存放有的不一样
  • 寻址和字节顺序
    • 一个对象要跨越多个字节，连续的字节，对象的地址是字节中最小地址
      • 大端法和小端法
        • 这么多连续的字节，应该从最高位开始，还是最低位开始
  • 字符串表示
    • ascii ,unicode,utf-8 ,gb2312不同的编码格式？
  • 代码的表示
    • 不同操作系统，将同一段代码编译成不同的机器码
  • 布尔代数
    • 按位进行与或非等运算
  • C中的位运算，逻辑运算，
    • 位 & | ~
    • 逻辑 && || ~
    • 移位运算 向左向右移动
• 整数
  • 类型
  • 无符号数 unsigned
    • 每个0--2w-1都有唯一w位的编码
  • 补码，complement 相对无符号数补充了负数
  • 有符号和无符号数转换
    • 强转时候要注意是否范围会溢出
    • 大部分使用补码，有符号的，范围更广？
  • 扩展位，比如从short到 int
    • 实际内部字节变化了，位数都变了。。但表示的值不变
  • 截断位，减少位，比如从int 到short
    • 内部字节排布也会变 ？都用的补码表示
• 整数运算
  • 无符号数相加
    • 有可能溢出，4位的两个数相加，如果还用4位表示--即类型不变，那最高位被舍弃了，最终结果是减去2的4次方后的结果
  • 补码相加 其实就是有符号的数相加
    • 有可能负溢出，正溢出
  • 补码的非
    • 2进制有很多误打误撞的规律
  • 乘法
    • 无符号和有符号 ，都要注意太大超越默认类型，会溢出
  • 乘以常数
    • 直接计算乘法，不如移位效率高
      • 向左移动移位，就是乘以2
  • 除法比乘法更慢 30个时钟周期？--处理器转一圈？
    • 还是移位，向右移动，就是除以2
• 浮点数 除不尽？小数精度是小数点位数吗
  • 超级大，或者超级小于0的数 x * 2的y次方
  • 二进制小数 ，之前小数10.2，都是10进制的--为什么是10？--用手数数，正好10个一组
    • 只能近似的表示一个分数。计算尤其小心要
  • IEEE对于浮点数表示
    • 对于很大的数字，需要2的很多次方，不方便
    • 很复杂，阶数，次幂
  • 舍入
    • 总是向最靠近的整数去，不如直接偶数？--2.5向偶数舍入是2
  • 运算
    • 乘法等 ？直接算吗，会不会溢出？ 有一些计算规则的
  • 单精度和双精度转换，还有浮点数和整数转换会遇到的问题
    • 向0取整？向偶数取整？
    • 溢出

3程序的机器级表示？程序其实也是文本，也是二进制文件，关键是要有编译器编译，转换成可执行的指令机器代码和汇编语言--人类可读的；机器代码是机器执行的编译器把高级语言编译成机器语言？编译器 高级语言--人类语言？ 汇编语言 机器语言？只写代码，不理解底层，就不知道深入调优64位 就能提供2的64方内存地址 ； 32位，只能提供2的32位地址 4GB才？

• x86--64的演进
  • 晶体管越来越多能集成在一个芯片上，指令集也越来越丰富 sse--sse2
  • intel ARM
• 程序级别的代码
  • 编译器把程序编译成编译代码；编译代码基本就是能执行的指令了，相比机器代码只是内容是文本的--更能看懂
    • C语言到汇编语言
      • 程序计数器 下一步的命令在内存中的地址
      • 整数寄存器 保存重要的程序状态
      • 条件码寄存器 保存算数或逻辑计算的状态
      • 向量寄存器 保存浮点型数据
    • 机器代码把内存看成大片的字节数组？
    • 程序运行时候的内存都存的什么
      • 程序的可执行机器代码
      • 操作系统的一些信息？
      • 运行时栈--管理过程调用和返回？ 进站和出站？
      • 内存块--？预先分配的库加载到内存了？】
    • 一条指令执行很简单的操作
  • 指令集来定义好各个指令的格式
  • 虚拟地址，就是内存地址
  • 代码示例
    • 将数据压入栈？先进先出
    • 机器语言还能被反编译回汇编语言。。
    • 加入main方法，真正有入口和出口， 会有不同的地址范围
• 数据格式
  • 不同的类型所占用的大小
    • 16位 一个字？word？
      • 8位 一个字节？
    • 要合理的使用不同类型，占用大小不同--当然最小范围越好
• 访问信息
  • x86-64的CPU包含16个寄存器
    • 可以存指针等少量数据
    • 每个寄存器保存的数据不同，作用也不同。
      • 栈指针，参数，函数返回值，局部临时数据
  • 操作数指示符
    • 操作数，读取的数据源，或者计算后的结果
      • 立即数 -常量常数
      • 寄存器里的内容
      • 内存引用
        • 某个内存地址里的数据
        • ？实际保存的是地址？
    • 寻址模式
      • 通用模式 常数偏移量、基址寄存器、变址寄存器*比例因子（1,2,4,8）
        • ？这其实还是内存地址？
        • 有起始地址，加上从地址内开始的多少偏移量内的数据？
  • 数据传送指令
    • 复制
      • mov
      • 源数据是立即数，在寄存器/内存
      • 目的操作数是一个位置，寄存器，或者内存地址？
      • 如果源和目的类型大小不同，会对数据进行位的扩展或者降低
    • 不能直接内存到内存复制，中间需要寄存器转换
    • 局部变量通常在寄存器中
      • 访问寄存器比访问内存快
  • 压入和弹出栈数据 入栈、出栈--后进先出
    • 是一种数据结构，可以添加或删除值
    • 最先进入的是栈顶，但是在底部
    • 栈和内存的关系？
      • 还是也存在内存中，类似于整数等是一种数据结构？
• 算术和逻辑操作
  • 过程：加载地址，一元操作--只操作一个数，二元操作--两个数运算，移位？--乘除等更便捷？
  • 加载有效地址 loadeffectiveaddress
    • 从内存读取数据到寄存器？ 还是只是引用地址？
• 控制 顺序执行，条件语句或者循环
  • 条件码寄存器 ？保存的条件状态
  • 访问条件码
  • 跳转指令 遇到某个条件跳转到其他地方
  • 跳转指令的编码方式
    • pc相对寻址 ?
  • 实现条件分支
    • 用条件控制 true/false
    • 用数据传送 不管if、else都会计算一个变量的值，最后返回变量
      • 效率更高 因为处理器是分步骤进行的，如果进行判断--会产生错误的计算，浪费时间
  • 循环 能通过if判断+goto跳转实现
    • do while
    • while
  • switch多重分支 相比if--分支更少
    • 编译后是 跳转表的格式？
• 过程 面向对象？面向过程？ 一系列执行过程？--封装的
  • 函数，方法，处理函数--handler都是一个封装的过程
  • 运行时栈
    • 什么时候用栈？
      • 函数所需存储空间超过寄存器能存的大小时候 才用栈
        • 栈是一块内存结构？真实存在吗
      • 局部变量一般存在寄存器中，能很快使用--又不是长期占用
  • 转移控制
    • 是说各个方法之间来回调用时候，能够返回到原来的函数位置执行
      • 比如main中调用其他方法，执行完再返回时
  • 数据传送
    • 过程调用，有入参和返回参数
      • 参数一般通过寄存器传输，能传递6个整型参数？ 那其他类型的参数？
        • 再多就要靠栈了。。
  • 栈上的局部存储
    • 什么时候用栈
      • 寄存器存不下
      • 局部变量是数组结构，需要栈的结构？
    • 栈也是内存的一部分
  • 寄存器的局部存储空间
    • ？寄存器也是都存的局部变量
    • 寄存器是所有过程都要使用
  • 递归过程
    • 栈 --使用时候分配局部存储，返回数据后释放？
• 数组的分配和访问 c是包含指针。。某个元素的地址-内存地址 ？必须连续，更新插入慢
  • 基本原则
    • 内存中的连续区域 多少个 * 数据类型的字节大小 ？必须提前创建大小
    • 第0个元素地址是数组的开始地址
  • 指针运算
    • 运算后是其他元素的地址？ 相比直接用下标计算快吗
  • 嵌套的数组 多重数组
    • ？一个数组的一片连续地址 多重呢？第二重只能保存上一层的地址了吧
    • 比如2重数组，以前一维数组是一片连续地址，现在是多个连续的一片地址
      • ？也可以看做是一整片连续地址，分成几份？
  • 定长数组
    • 不会变的？好提前分配
  • 变长数组 ？需要提前保留多大的连续区域
• 异质的数据结构 一个结构保持不同类型数据？--list能保存不同类型？
  • 结构struct 类似java对象--存不同的类型
    • 类似数组，也是一段内存连续区域
  • 联合union sql中需要是相同字段
    • 用不同字段引用相同的代码块
    • ？类似于view
  • 数据对齐
    • 数据大小都是K的倍数？ 4/8? 为了能访问时候内存中一次访问
      • ？不是8的倍数，就不能连续着内存中
• 机器级程序中控制和数据的交互
  • 指针 ？内存的地址
    • 是一个抽象概念，其实不是真实的地址
    • 指针的类型，是说他指向的变量的类型
    • 指针有值，是某个对象的地址？ 对象是？--某个变量
    • 用 &创建
    • * 引用指针
    • 数组和指针 数组也可以用指针变量来引用
    • 指针的类型转换 ？他指向的类型能变化
    • 指针指向函数 则是该函数第一个指令的地址
  • 调试工具GDB 类似于adb
  • 内存越界引用和缓冲区溢出 ？角标越界
    • 缓冲区溢出 bufferoverflow 存了存不下如此大小的类型数据？
  • 对缓冲区溢出攻击 ？地址越界
    • 栈随机化
      • ？如果相同程序在不同机器上栈结构一样就会被攻击？
    • 栈被破坏的检测
    • 限制可执行代码区域 读，写，执行分离
  • 长度变化的栈
    • 编译时无法确定栈的大小
• 浮点代码 对浮点数的计算
  • 竟然有独立的寄存器来保存浮点数
    • XMM寄存器单独保存浮点数？
  • 浮点的传递和转换

• Y86-64指令集结构
  • 指令集合？状态，寄存器？
  • 指令
    • 代码会转换成指令
      • 不同的语言编写的程序，最终生成的指令一样？
        • 入栈，出栈，move等等--移位？
  • 指令和字节码能一一对应上？
• 逻辑运算如何实现
  • 高低位电压来表示0和1
  • 逻辑门
    • 是真正的电路中存在的硬件？ 还是抽象的概念？
  • 硬件控制语言HCL 就是如何描述硬件的语言
    • 多个逻辑门组合成组合电路
    • 两个0,1的信号就能组合成事件的所有组合，复杂处理？
  • 存储器和时钟
    • 时钟寄存器控制寄存器加载数据
    • 内存 --随机访问存储器
      • 有地址来选择读写
    • 时钟信号到底是？
      • 一个电路信号？来控制电路0还是1？
  • 顺序实现 ？一个指令的执行过程
    • fetch 取指 从内存中读取指令
    • decode 译码 不是把代码编译成机器语言？
    • execute执行 一条条指令执行?
    • memory 访问内存 读写数据 能直接从硬盘读写吗
    • write back 写回 将结果再返回到寄存器
    • 更新程序计数器PC
  • SEQ的硬件结构 seq--其实就是一个执行顺序？
    • 取址 什么地址？
    • 译码 还是读寄存器的值？
    • 执行
    • 访问数据从内存
    • 写回 从哪写到哪
  • 一个时钟周期是包含了所有过程？
• 流水线 一系列执行过程分成不同的阶段，利用好硬件和资源
  • 分成不同阶段，分工执行提高效率
  • 但是分的工太多、太长却又降低效率
• 流水线实现过程
  • 为了提高两个阶段的效率，会预测跳到哪个阶段
    • 尤其if else时候会高效或者低效率？
  • 数据冒险
    • 是有多个时钟修改同一份数据时候，后面的流程再读就不是准确数据
      • ？多线程
      • 暂停一段时间，再访问
  • 分支预测
    • 不是直接根据某个条件成熟后到某个分支？
    • 是直接根据上下文，先直接预测执行某个分支？

• 代码层面，不同的计算方法效率不一样 复杂度不同
• 根据处理器和程序之间的关系来调优
  • 各个指令能并发执行
• 循环，减少内部循环次数
• 提高并行度
  • 把一个循环展开成两个循环？
• 什么时候寄存器会溢出？什么是溢出？--是否数据大存不下
• 内存
  • 加载 从内存读取到寄存器 所有数据都要读到寄存器处理吗
  • 存储 从寄存器写入到内存
• 能用临时变量就不用全局变量？
  • 两者存的地方不同？临时在寄存器更快？

• 分类
  • RAM randomaccessmemory 随机访问存储器 ？不是主存\
    • 断电会丢数据 存储都是电路信号？
    • 静态的SRAM 在CPU上的cache？
    • 动态的DRAM 就是主存
  • 磁盘
    • 不是电路信号结构？ 扇区，盘面，旋转 像唱片
    • 访问时间 大概是2*寻道时间
      • 寻道时间 是否是找到最开始的位置--所要访问的数据
      • 旋转时间
    • I/O总线能连接磁盘和其他设备的数据传递
      • 内存总线--CPU和内存之间读写
  • 固态硬盘 solidstatedisk ssd
    • 顺序读写
    • 随机读写 都比顺序读写慢 写比读更慢
• 局部性 最近访问的地址或者数据能更快的被访问到
  • 时间局部性 空间局部性 最近访问的 上次访问的地址
• 存储技术的层次结构
  • Redis是否是主存
  • 从快到慢分类
    • CPU寄存器
    • sram 静态高速
    • dram 主存
    • 磁盘
    • 分布式文件系统 最慢？
• 高速缓存存储器 介于CPU寄存器和主存之间的缓存
  • L1高速缓存 sram
  • L2高速 介于L1和主存
  • L3介于 L2和主存 ？清理内存时候123和这一样
  • 高一级的cache会缓存一部分低一层的数据
    • 访问时候能从更高cache读取到就命中了
    • 不断的清理内存和缓存，肯定让程序更慢--缓存命中率变低
  • 利用索引来分组，当数据量大时候能提高查找效率
  • 指令缓存i-cache，和数据缓存d-cache
  • 写比读更复杂，如何更新到最底层的数据？
• 提高使用内存的效率，来提高程序速度
  • 吞吐量，每秒能读到多少数据 越高等级存储器越快
  • 利用好局部性
    • 空间局部性
      • 按照顺序来读，不要随机读
    • 时间局部性
      • 从内存中拿到一个数据要尽快多次用他？

• 符号解析
  • 不同的全局变量，局部变量，名字一样？参数不同？--重载
    • 不同文件中有相同变量名？--强类型，弱类型
  • 静态库，引用时候他们在哪？--缓存着了？
• 重定位
  • ？是把所有符号、变量等重新组合？
• 生成可以执行的目标文件 class可以直接执行？
• 加载目标文件 classloader?
• 共享库所有要使用的库 在哪存放？内存？磁盘一块空间？
• java能加载本地c++库，javanativeinterface--jni
  • 本地共享链接库还能动态更新
• 多个程序共享内存中的一个库
  • spark能否共享内存中的所有库？而不是每次启动时候再加载？
• 库打桩
  • 把调用的库进行一次封装？

• 异常不止是软件中，硬件中也有控制？
  • 有单独的异常寄存器？
  • 日常见到的exception处理，底层是调用的系统的异常控制？
• 进程
  • process
    • 每个运行的程序都运行在某个进程的上下文context中
      • 一个独立的逻辑控制流 像是独占cpu 但是确实是分配资源的
        • 轮流使用CPU
      • 一个私有的地址空间 像是独占内存
  • 并发流
    • 两个流的执行，在时间上有重叠，在某个时刻都在执行
    • 并发 concurrency
  • 地址空间
    • 是内存的地址？和计算机位数有关？ 2的n次方？
    • 进程的内存空间？--有代码，数据保存的堆栈
  • 用户模式和内核模式
    • 需要更底层的通用的处理，才会到内核中处理？
• 对进程的控制
  • 能在程序中捕获到进程号，像Linux中一样处理进程id
  • 休眠，回收
• 信号 发送一个信号来控制进程
  • 进程是有进程组的
    • 并发是针对进程还是线程？
  • /proc 很多可看的信息

• 内存中每字节数据，都有一个虚拟内存地址，和物理内存地址
  • 虚拟内存地址实际是CPU虚拟出来的地址，为了更方便访问内存？--相比直接访问物理地址
• 页表，是物理内存和虚拟内存地址的映射
• 虚拟内存，做内存管理，内存保护
  • 内存管理
    • 每个进程都有独立的页表，独立的虚拟内存，映射到物理地址
  • 内存保护
    • 保护一个进程的内存数据不被其他的访问和修改
• 地址翻译 虚拟和物理地址直接是如何对应和联系
  • 虚拟内存的使用只在主存中，高速缓存sram中还是用的物理内存--一方面是小
  • 多级页表，像对页表建索引
  • ？进程创建时候，分配一套虚拟地址？进程消失时候，虚拟地址会否消失？
• 内存映射
  • swap空间 和虚拟内存和物理内存的关系？
  • 共享的代码块，库，物理是一份，虚拟空间被不同的进程调用
• 动态分配内存
  • 直到程序运行时候，才知道需要多少内存大小？
  • 如何给进程分配空间，和释放空间。--分配器
  • 堆利用率低的原因--碎片
    • 进程内的内存有剩余没有使用
    • 进程外的，机器中有剩余，但是不够用--对于一个新申请的进程所需
      • ？所以一个excutor申请不要过大
  • 用链表来表示一个堆 含有位置信息，是否空闲还是占用
  • 来一个保存数据的请求，数据放到哪个堆块中
    • 一个堆块是堆的一部分？可以8字节？
  • 合并空闲块
    • 有释放的块，合并，和前面或者后面的
    • 当有请求块，不能满足分配大小时候，开启合并
    • 合并还不够时候，要重新向内核申请内存
    • ？如何合并，什么时候合并
  • 如何实现一个内存分配系统
    • 创建初始化
    • 被调用时候分配空间--按照规则
    • 合并，清理释放
• gc垃圾回收
  • 回收的是什么？
    • 内存中不用的数据，否则内存不够用
    • 按照什么规则回收，从内存的哪一部分回收
    • 详细的算法
      • mark&sweep 标记清除算法
      • 从一分配，内存诞生开始，就标记好整个生命周期
        • ？维护所有的数据是否被引用？
        • 二叉树，维护被引用的关系？
      • 不断循环查看他被使用的次数？
      • 何时收集？不够了才收集
        • 定时收集？
• 内存相关的错误
  • 数组越界
  • 内存溢出oom，不够用 ？这是泄漏？可用内存越来越少，垃圾越来越多
  • gc报错？--时间过长，引起其他错误
  • 引用指针错误、内存内容没有初始化、缓冲区溢出错误--buffer？-系统的还是程序的？，其他指针和数据理解不深运算时候错误使用

• http通信
• rpc调用对方的方法

第十章系统级iothink:

• 在一个机器上的所有程序，不用http,和rpc如何访问的?
• 还是读取的本地端口把

文件系统

• 各个硬件设备之间都是通过文件io交互的
  • 读一个文件的流程
    • 打开、位置、读、读完关闭
• 文件
  • t?磁盘中的，和内存中的分别是什么
  • 是有不同类型的，目录、文件
• 如何打开和关闭
  • 还得读取到内存，再输入和输出
    • 读取时候遇到文件结尾，特殊符号的处理
  • 需不需要在应用的内存中进行缓存数据？
    • 使用时候更快？
• 文件的元数据
  • ？iNode也是保存在本地盘把
  • 需要保存文件相关的性质：位置、大小，类型？分隔符
• 读取目录内容
  • ？只读取包含哪些文件名字，有了文件名-所有文件内容就有了也
• 共享文件
  • ？有特征，权限能被所有用户使用和修改
  • ？存放特定的位置空间中
  • 要维护进程--文件之间的关系表：每个进程都读写到哪了，一个读一个写修改怎么办
• IO重定向
  • ？一个文件其实是个地址或者软连接，真实是读取另一个文件
  • ？或者两个文件其实都是一个iNode
  • 是说>到某文件 其实也是读取和保存把
• 标准io
  • ？非错误io
  • 一系列标准在底层，让上层各个软件接口能统一的读取
• 各种io函数
  • read，write,print,scan,first,last
  • 不同的读取位置，方法等

• 基于http传输文件
• 提供一个端口，让其他机器访问，返回数据

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• cs架构客户端--服务器访问模式 手机电脑都是客户端
  • ？http访问某机器ip端口，机器返回数据
  • ？每回请求返回什么数据，http有规则，不同地址不同数据、格式
  • 服务端其实就是查找文件返回想要的数据，只是在远程处理数据，不是直接在客户端
    • 这样能为很多其他地方的机器提供服务
    • 查找数据返回，从本地磁盘，从内存中，从各个构造出来的数据库中--只是为了更快更好返回数据
• 网络
  • ？ip，有全球统一的ip
  • ？ip又分配给每个国家，国家分给机器能对应上
    • ip是访问的地址，机器提供服务
  • 本地局域网，现在ip和机器访问？
  • 全球网络，应该有光缆传输把
    • 文件包怎么传输的，需要有协议
      • ？怎么解析
    • 无线网，完全不用光缆行吗
• 全球ip互联网
  • • 统一维护一套ip，共用
    • ?ip的设计有协议，如何分配给个国家？
    • ip地址
      • ？四位数字连接，1-2位不够？
      • ？tcp/ip协议是顶层设计，真正用的时候用哪个协议？
      • v4 32位，4个点分割十进制数字
        • ？v6 128位 6位数字
    • 域名
      • ？为了更方便访问，但是哪些ip卖给哪些运营商？
      • ？还要维护域名和ip的关系
        • ？和ip一样全球都有
      • DNS domain nameserver
    • Internet连接
      • ？全球光缆
      • ？无线网是什么信号传输
      • 连接，是两个进程之间的连接，client和server每个机器提供一个端口，进行通信
        • client也是有不同端口来通信
• 套接字接口socketinterface
  • ？最底层的通信方式，上层有http封装更完善？
  • 有协议，端口有了就能传递数据
  • 地址结构
    • ？不是ip：端口模式
    • ？socket也是一个打开的文件
      • 维护连接的机器，还有传输的过程，进度吧
  • socket函数
    • 应该包含连接，传输，监听，关闭方法
  • connect函数
    • 是client发起的，向server端
    • ?然后server和client就都维护一个打开的文件
  • bind绑定，listen监听，accept接收
    • ？都是server端的
    • ？绑定是记录一个client进度
    • ？listen是不断轮询接口请求,还是来了就处理
    • ？accept是接收请求发来的数据
    • ？何时关闭，
      • ？http每一次请求完就关闭吗
      • qps是否就是根据底层socket次数来计算的
  • 需要验证host和ip是否能进来取数据吧，安全
• web服务器
  • ？真正的提供某些服务的
    • 以http文件提供
    • 网页，app等的后台数据处理服务
  • 提供多种类型的展示，超文本--不止文本，
    • http协议，特殊的tcp或者socket来应对不同类型的文件传输
  • 返回内容，或者计算后返回内容
    • http后的一串表示一个文件的位置--最初
    • 现在不一定是个文件了，直接从其他数据库里取出数据
    • ？和& ？后表示一个文件名，&表示各个参数
  • http事务
    • ？从请求到结束的整个流程
      • 请求发起--处理--返回--关闭
      • ？为何要三次握手才能确认连接成功
    • 主要请求和响应
      • request各种方法，get、post
      • repose也响应返回各种参数，还有请求的是否正确的状态码标识
  • 返回动态数据
    • 如计算后返回内容，不只是返回一个固定文件-静态文件
    • ？包含&的动态参数请求，服务器会产生很多子进程来处理？--不是直接处理？
      • 那每一个主进程需要产生多少子进程？
• 设计一个小的web服务器
  • 无论java、Python还有其他语言的
    • 都是封装好的一套：各种框架，语言目的只有一个：
      • 根据不同的http请求，处理后返回数据
        • 直接从本地磁盘
        • 从内存系统中
        • 从数据库中
        • 计算后，或者直接读取
  • ？能够循环的执行http的请求，不是程序中自带的、默认的
    • 需要封装一层，循环读取http请求，什么时候长连接，什么时候短连接
      • 如何并行的能处理多个http请求？
      • java web框架中有做并发处理？

• 不是服务器默认能抗住多少？
• ？有了网络编程，就会有多个client端请求的时候
  • 同时请求怎么处理？
  • 以前写Android都不用考虑多个client请求
    • 程序默认是client一人一个，但是请求的http是相同的
• 后端程序需要处理多个过来的请求

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• 内核的并发，应用级别的并发
  • 3种方式：进程、io多路复用--？、线程--是一个进行的程序中的并发？
• 基于进程的并发
  • 一个程序处理不过来，启动多个相同的程序执行？--甚至加上负载均衡？
  • 是主程序不直接处理请求
    • 产生一个子进程来处理请求
    • ？这样会产生无数的子进程来把
    • ？进程之间如何通信
    • ？会耗尽资源
  • ？父子进程之间需要共享哪些信息
    • 客户端的信息？处理过程信息？
• 基于IO多路复用的并发
  • ？这只是读写文件的并发把，同时下载文件？--开启多线程？
  • ？代替程序实现并发的，不是http处理框架
    • ？是Tomcat，nginx，nodejs，tornado等web框架？
  • ？为什么还要手动维护线程池
  • ？这是基于事件的并发
    • 不同的对立的事件进来后能一起处理？
• 基于线程的并发
  • ？这个不是自己程序中的多线程，也是web框架实现的？
    • 是一个进程中的多线程，能共享数据相比进程
      • 也是先一个主线程，然后开启另外线程
        • ？同时运行，哪些能共享，哪些不能
    • 原来web框架实现了这么多，并发就是他实现的
  • ?如何创建，在不同的语言中实现多线程都类似，都是调用的底层？
  • ？共用io读取文件
  • 线程的新建，执行，结束都有封装的方法，类似java中
  • ？如何设计基于线程的多并发web服务器
    • 好多连接过来，一个后端程序如何处理多个请求？
    • 是nginx，Tomcat实现的？
• 多线程中对共享数据的修改和查询
  • ？多个线程同时修改怎么办，我正在写或者修改--其他线程来读怎么办
  • 一个进程中分的不同部分：栈，寄存器等，哪些是线程内部的，哪些是可以共享的
    • 全局变量肯定是，本地局部变量--静态的变量也是可共享的、非static的变量是线程自己的
• 用信号量来同步线程
  • ？信号量是 同步线程？--同步线程内的数据到本线程
  • 是指同时操作一个共享数据时候，会引发synchronize同步错误
    • 如何解决？加锁？事务？
      • ？那还是并发线程吗
        • 加锁或者事务肯定会在操作某个数据时候只有一个线程执行，其他在等待
  • 进度图，反映两个线程分别都执行到哪一步了
    • 用二维矢量图表示，危险区是--同时对同一个共享数据操作时候
  • 信号量互斥？--就是不安全区域，需要只有一个线程进行操作
    • 读写
  • 基于预线程化的并发服务器
    • ？不是来了请求就创建线程，而是提前有线程池准备好了
    • ？后端程序中，哪些需要多线程？--哪些不用？
      • ？多个请求过来了，是否真的是这一个程序来处理，还是每个请求被一个单独的程序处理
      • 应该是处理http请求时候就是多线程了--谁实现的？程序里没有啊
  • 程序的分类：顺序程序--顺序执行就行，不用考虑并发，并发程序--单核处理器处理，并行程序--并发的一种，是多核处理器处理
• 并发问题
  • 锁不释放？--一直等待；线程安全？--内部数据会异常？
  • 线程安全
    • 是指多个线程会同时调用一个函数时候，这个函数是否安全
      • 函数有可能操作共享数据
        • ？加锁
  • 可重入性 ?是特殊的线程安全函数，因为他内部不使用共享变量
  • ？同时调用库函数没事吧--还得看是否调用了共享数据