天翼云 C++后端 一面面经：C++ 基础、死锁与内存问题

《面试题目》

形式：线上，2 位面试官；无手撕、无笔试。流程：自我介绍 → 面试官一问八股 → 面试官二问项目 → 反问。

1. struct 和 class 有什么区别？
2. const 这个关键字的作用是什么？
3. 重载和重写有什么区别？
4. 能说一下什么是虚函数吗？
5. C++ 里内存区域是怎么划分的？
6. C++ 里智能指针用过吗？
7. 死锁有哪些必要条件？（追问：互斥是什么意思？）
8. C++ 里、或者你自己项目里，线程安全问题是怎么处理的？
9. 除了互斥锁，你有了解过自旋锁或者读写锁吗？
10. TCP 和 UDP 分别用在什么场景？
11. 你知道有哪些协议是基于 TCP、哪些是基于 UDP 的吗？（追问：SMTP、Telnet、DHCP）
12. 说一下什么是内存泄漏？
13. 虚拟内存存放在哪？
14. 假设内存耗尽了，你觉得可能会发生什么问题？
15. 项目这块问了问题定位和程序崩溃调试

反问

《参考解析》

1. struct 与 class 的差别只有默认权限和默认继承方式：class 的成员与继承默认 private，struct 默认 public，其余能力完全一致。答完可以补一句 C 里的 struct 没有成员函数、也不能有访问控制，把 C 与 C++ 的语境分开，避免被追着问混。再往深可以提 POD 类型与内存布局、标准布局类型对二进制兼容的意义。

2. 重载、重写、隐藏是三个概念，别只答两个：重载发生在同一作用域，函数名相同、参数列表不同，编译期就完成绑定，返回类型不参与区分；重写是派生类覆盖基类的虚函数，要求签名一致（协变返回类型除外），运行期通过虚表动态绑定；名字隐藏是派生类同名函数把基类一整组函数遮住，需要 using 声明拉回来，这是最容易答错的第三个。

3. 虚函数与内存分区：虚函数通过对象里的虚表指针找到虚表，再按偏移调用，实现运行期多态；构造函数不能是虚函数，基类析构函数在有通过基类指针删除派生类对象时必须是虚函数。内存分区答栈、堆、全局静态区（已初始化与未初始化）、常量区、代码区，顺带说清栈由高地址向低地址增长、堆反之，以及 new/delete 与 malloc/free 在构造析构上的区别。

4. 智能指针：unique_ptr 独占所有权、不能拷贝只能移动，开销与裸指针相当；shared_ptr 用引用计数共享所有权，要注意循环引用会泄漏，用 weak_ptr 打破环；weak_ptr 不增加计数，使用前要 lock 提升。追问常接 shared_ptr 的引用计数是不是线程安全的——计数原子但对象本身不是。

5. 死锁四条件与「互斥」的含义：互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待四个条件同时成立才有死锁。互斥指资源在同一时刻只能被一个执行流持有——它是锁存在的意义，工程上通常无法破坏，所以实际手段落在另外三条：一次性申请全部资源、按全局固定顺序加锁、设置超时与可剥夺（tryLock 失败就释放已持有的锁重试）。

6. 自旋锁与读写锁的适用边界：自旋锁忙等不睡眠，适合临界区极短且不允许上下文切换的场景，代价是空转 CPU、并且可能出现优先级反转；读写锁适合读多写少，读之间可并发，但写者可能饥饿、而且多数实现不可重入。再补一层线程安全的整体手段：互斥锁、原子操作、无锁队列、把共享状态收敛到单线程处理。

7. TCP/UDP 场景与协议归属：TCP 面向连接、可靠有序，适合文件传输、HTTP 接口、数据库连接这类不能丢数据的场景；UDP 无连接、开销小、延迟低，适合音视频、游戏、DNS、DHCP。按协议归属答：SMTP、Telnet、HTTP、HTTPS、FTP、SSH 都基于 TCP，DNS、DHCP、TFTP、SNMP 基于 UDP；再加一句 DNS 响应过大或在做区域传送时会退回 TCP，DHCP 走的是 UDP 广播，这两点最容易被追问。

8. 内存泄漏、虚拟内存与内存耗尽：内存泄漏是申请了内存却不再释放，表现是可用内存持续下降、进程占用只涨不跌。虚拟内存不是「存在某个物理位置」，它是操作系统给进程的地址空间抽象，由页表把虚拟页映射到物理内存页或磁盘交换区，所以答题要落在地址空间加映射机制上。程序不停申请又不释放时，顺序通常是物理内存先耗尽、开始频繁换页导致性能抖动，然后系统扩大页面文件、分配开始失败返回空指针，再恶化就是整机卡死或进程被系统杀掉。