字节-编译与性能优化-实习-面试凉经

字节-编译与性能优化-实习-面试凉经

郑州某高校研究生，科研主要是编译优化和数学库相关，一篇中文论文刚投稿，意气风发，投了华为、阿里、字节的岗位，前两者一个在池子里杳无音讯，一个果断被拒，就剩下一个字节给了面试机会，结果凉透了。。。。。

下面是面试的过程：

1. 一上来，先让自己做自我介绍，然后问一下简历相关的东西，主要是简历上和编译相关的东西，或者说和他们相关的技术问题，别的奖学金啥的，都不问,我的简历上很多都是和技术无关的，至于原因是自己菜还贪玩……

2. 就是让说一下编译的过程，可以随便用一种语言，c或者java举例，因为我主要接触的是C,就说一了C语言的编译流程，包括预处理、编译、汇编、链接，几个步骤，然后每个步骤大概都有什么。

3. 然后面试官，就针对这几个步骤，结合我说的一个一个问。就是编译过程中的词法分析、语法分析、语义分析、中间优化、代码生成几个部分，一个一个介绍一下……..emmm,编译的前端一般比较成熟了，就大三学编译的时候学了一点，记住了点名词，剩下的全还回去了，自然回答的是一塌糊涂。还有就是给了一个错误的代码，让说会在那个段报错，类似int a=”string”;其实明显该是语法分析报错呀，emmm，我全给说成语义分析了，emmmm.另外，我在词法分析那提了文法，就让我说一下文法是啥，都有那些类型，怎么区分，我只知道有三种文法，具体的都忘完了，就一直道歉……然后，就说了我自己做的中间优化部分，抽象语法树和我用的调度树，常见的循环优化手段等等，最后就是还问了自动向量化和多线程并行，emmmm，我答的是向量化是个啥，他让我说一下，怎么判断能不能向量化，具体怎么实施，就是说细节，这个只好继续道歉了…….

4. 然后，让我说得到可执行文件后，执行的时候怎么执行，其实就是链接和装载的过程，还有区别。我当时因为前面答得不好，脑子一片混乱，说的也是错误百出。就是通过一页一页得装载，还说页是cpu和内存得交换的单位，emmmmmm,错的离谱，下来一查，也是虚拟内存和内存交换数据的单位，块是cpu和内存交换的单位，就离了大谱了……….

5. 最后就是手撕代码，真的和自己写题不一样，别人看着，偶尔还说两下，再加上本来就紧张，真的脑子直接坏掉了，what了，啥都写不出来。题目是一个拓扑排序，当然了，我也是事后诸葛亮，做的时候一脸懵逼。 题目大意是： 有0~n-1个编译命令，[a, b]表示b依赖于a，请设计一个算法给出正确编译的顺序,假设无环。 输入：[2,3]、[3,1]、[0,2]、[0,3] 输出其正确的顺序。 解答方法自行百度吧，提示：是一个图的问题，从出入度判断，去边再判断，拓扑排序。

面试后复习的一些知识：

1. 内联函数与宏定义区别
   （1）内联函数在编译时展开，宏在预编译时展开；
   （2）内联函数直接嵌入到目标代码中，宏是简单的做文本替换；
   （3）内联函数有类型检测、语法判断等功能，而宏没有；
   （4）inline函数是函数，宏不是；
   （5）宏定义时要注意书写（参数要括起来）否则容易出现歧义，内联函数不会产生歧义

2. 虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。

   每个进程创建加载的时候，会被分配一个大小为4G的连续的虚拟地址空间，虚拟的意思就是，其实这个地址空间时不存在的，仅仅是每个进程“认为”自己拥有4G的内存，而实际上，它用了多少空间，操作系统就在磁盘上划出多少空间给它，等到进程真正运行的时候，需要某些数据并且数据不在物理内存中，才会触发缺页异常，进行数据拷贝，更准确一点的说，系统将虚拟内存分割为称为虚拟页(Virtual Page,VP)

   3.进程和线程的关系：
   （1）一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。 （2）资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。 （3）处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。 （4）线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体.
   进程与线程的区别：
   （1）调度：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位 （2）并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可并发执行 （3）拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源. （4）系统开销：在创建或撤消进程时，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销

   4.虚拟内存和cache区别
   那么我们来看下cache和虚拟内存的区别。
   (1)侧重点不同：cache主要解决主存与CPU的速度差异问题，而虚存主要是解决存储容量问题。
   (2)数据通路不同：CPU与cache和主存之间均有直接访问通路，cache不命中时可直接访问主存；而虚拟内存与CPU之间不存在直接的数据通路，当主存不命中时只能通过调页解决，CPU最终还是通过访问主内存。
   (3)透明性不同：cache的管理完全由硬件完成，对系统程序员和应用程序员均透明2；而虚存管理由软件（操作系统）和硬件共同完成，由于软件的介入，虚存对实现存储管理的系统程序员不透明，而只对应用程序员透明（段式和段页式管理对应用程序员“半透明”）。
   (4)未命中时的损失不同：由于主存的存取时间是cache的存取时间的5～10倍，而主存的存取速度通常比辅存的存取速度快上千倍，故主存未命中时系统的性能损失要远大于cache未命中时的损失

   5.硬盘与内存之间交换数据的单位是页，通过页面置换算法（FIFO、LRU、OPT）确定页，通过页表来判断对应的页在不在内存，不在的引发缺页中断，去硬盘将该页置换到内存中。虚拟内存和物理内存之间通过页表来映射；虚拟地址分为：页号和页内偏移。

   高速缓cache存和内存间交换数据的单位就是缓存行，当线程要访问的变量在CPU的缓存里没有找到时，就会去访问主内存，然后根据程序运行的局部性原理，此时就会把主内存中该变量所在的大小为缓存行的内存放入缓存中。准确的说，主存的一块数据放到cache的一行中，每个数据块和cache的行的大小完全一样， 而且每个块或行都是由若干个连续的字组成的。其中的地址映射，一般有直接映射方式（一些约定的主存块只能复制到cache中的一个特定行中）、全相连映射（主存中任意一个块可以映射到cache中的任意一行中。需要在cache中的一行增加标记部分，存放该行内容的主存块的块号）、组相联映射（组间直接映射，组内全相联映射）。一般来说，全相连映射更适合小容量的cache，直接映射方式适合大容量的cache。而容量不大不小的cache更适用用组相联映射方式。替换策略有：LFU（最不经常使用）、LRU（近期最少使用）、FIFO、随机替换算法。

   CPU与cache之间的数据交换是以字为单位，而cache与主存之间的数据交换是以块为单位。一个块由若干字组成，是定长的。

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