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嵌入式面經(jīng)20家+完整版如下：第11章 20+公司面經(jīng)雜談（一）：華為、博世、理想、韶音
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本篇涉及的所有問(wèn)題概要：大家可以試試在看參考答案前，提前嘗試解答，以便明確自身知識(shí)點(diǎn)的不足部分！
1. TCP & UDP了解嗎，簡(jiǎn)單說(shuō)一下，有什么區(qū)別？
2. 好的，那你了解粘包跟拆包嗎，這兩個(gè)協(xié)議會(huì)出現(xiàn)這個(gè)情況嗎，為什么呢？
3. 了解編譯器優(yōu)化嗎？
4. 剛才你有說(shuō)到內(nèi)聯(lián)函數(shù)，你來(lái)講講它的作用，以及與普通函數(shù)的區(qū)別，有不建議使用的時(shí)候嗎？
5. 那么有沒(méi)有碰到過(guò)禁止編譯器優(yōu)化的場(chǎng)景，能舉例嗎？
6. 看門狗了解嗎，說(shuō)一說(shuō)獨(dú)立看門狗與窗口看門狗？
7. 說(shuō)一說(shuō)堆（Heap）和棧（Stack）的區(qū)別，以及是否自動(dòng)分配？
8. 重入函數(shù)、函數(shù)重寫、函數(shù)重載你了解嗎，說(shuō)一說(shuō)？
9. 嵌入式開(kāi)發(fā)中，你一般debug會(huì)看什么信息？
10. 專欄訂閱獎(jiǎng)勵(lì)(支持模仿)——個(gè)人創(chuàng)新點(diǎn)問(wèn)答：我看你在自己設(shè)計(jì)的FreeRTOS PLUS（我自己取的RTOS名字）內(nèi)存管理中采用了內(nèi)存推遲合并策略，這是什么？如何實(shí)現(xiàn)的？
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1. TCP & UDP了解嗎，簡(jiǎn)單說(shuō)一下，有什么區(qū)別？
TCP（傳輸控制協(xié)議）：
- 面向連接：通信前需要建立連接（三次握手），通信結(jié)束時(shí)關(guān)閉連接（四次揮手）。
- 可靠傳輸：數(shù)據(jù)傳輸有確認(rèn)機(jī)制、超時(shí)重傳機(jī)制，確保數(shù)據(jù)可靠性。
- 有序傳輸：數(shù)據(jù)包按發(fā)送順序到達(dá)，不亂序。
- 流量控制與擁塞控制：能動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)送速率，避免網(wǎng)絡(luò)擁堵。
- 適用場(chǎng)景：網(wǎng)頁(yè)瀏覽（HTTP/HTTPS）、文件傳輸（FTP）、郵件傳輸（SMTP）等。
UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）：
- 無(wú)連接：不需要建立連接，可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)包。
- 不可靠傳輸：不保證數(shù)據(jù)包一定送達(dá)，不提供確認(rèn)機(jī)制，不進(jìn)行重傳。
- 無(wú)序傳輸：數(shù)據(jù)包可能亂序到達(dá)。
- 輕量高效：協(xié)議簡(jiǎn)單，效率高，延遲低。
- 適用場(chǎng)景：實(shí)時(shí)通信（視頻會(huì)議、直播）、網(wǎng)絡(luò)游戲、DNS查詢等對(duì)速度敏感但能容忍部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失的場(chǎng)景。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：
- TCP強(qiáng)調(diào)可靠性，UDP強(qiáng)調(diào)速度和效率。
2. 好的，那你了解粘包跟拆包嗎，這兩個(gè)協(xié)議會(huì)出現(xiàn)這個(gè)情況嗎，為什么呢？
粘包與拆包的定義：
粘包：
定義：
- 多個(gè)數(shù)據(jù)包被合并成一個(gè)包，接收方無(wú)法分辨消息邊界。
可能的接收情況：
發(fā)生原因：
- TCP 發(fā)送緩沖區(qū)優(yōu)化：為了減少小數(shù)據(jù)包的開(kāi)銷，Nagle 算法 可能會(huì)將小包合并。
- TCP 以流方式傳輸，沒(méi)有消息邊界。
- 發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù) < 接收方 TCP 緩沖區(qū)，系統(tǒng)等待數(shù)據(jù)填滿緩沖區(qū)后一次性發(fā)送。
拆包：
定義：
- 一個(gè)數(shù)據(jù)包被拆成多個(gè)小包 進(jìn)行傳輸，接收方一次
recv()可能收到不完整的數(shù)據(jù)。
可能的接收情況：
發(fā)生原因：
- 發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù) > TCP 緩沖區(qū)大小，需要 分片發(fā)送。
- 網(wǎng)絡(luò)傳輸中的 MTU（最大傳輸單元）限制，超過(guò) MTU 需要拆分。
TCP與UDP出現(xiàn)的情況：
如何解決TCP粘包、拆包可能帶來(lái)的問(wèn)題：
（1）固定長(zhǎng)度協(xié)議
- 方法：規(guī)定 每個(gè)數(shù)據(jù)包固定大小，接收方按固定字節(jié)讀取。
- 適用場(chǎng)景：定長(zhǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)（如傳感器數(shù)據(jù)）。
優(yōu)點(diǎn)：
缺點(diǎn)：
1024 字節(jié)，仍然要填充。（2）分隔符協(xié)議
\n, \0, |），接收方按分隔符拆分?jǐn)?shù)據(jù)。
- 接收方
優(yōu)點(diǎn)：
缺點(diǎn)：
- 數(shù)據(jù)中包含分隔符時(shí)可能誤判，需要 轉(zhuǎn)義或編碼。
（3）消息頭協(xié)議
- 接收方
優(yōu)點(diǎn)：
缺點(diǎn)：
- 需要額外存儲(chǔ)消息頭，協(xié)議較復(fù)雜。
3. 了解編譯器優(yōu)化嗎？
1. 編譯器優(yōu)化的目的
編譯器優(yōu)化的主要目標(biāo)是 提高程序執(zhí)行效率、減少代碼大小，并降低運(yùn)行時(shí)資源消耗，同時(shí) 保證代碼邏輯正確性。
優(yōu)化可分為：
- 代碼級(jí)優(yōu)化：調(diào)整代碼結(jié)構(gòu)，提高執(zhí)行速度。
- 指令級(jí)優(yōu)化：調(diào)整匯編代碼順序，提高 CPU 指令流水線利用率。
- 存儲(chǔ)優(yōu)化：減少內(nèi)存訪問(wèn)，提高緩存命中率。
2. 編譯器優(yōu)化的主要策略
編譯器在 編譯時(shí)（compile-time） 和 運(yùn)行時(shí)（runtime） 進(jìn)行優(yōu)化，主要包括：
（1）代碼優(yōu)化
? 常量傳播（Constant Propagation）
- 如果變量的值是編譯期已知的常量，則用該常量替換變量，減少計(jì)算次數(shù)。
優(yōu)化前
優(yōu)化后
? 常量折疊（Constant Folding）
- 編譯器提前計(jì)算常量表達(dá)式，減少運(yùn)行時(shí)計(jì)算。
優(yōu)化前
優(yōu)化后
? 死代碼消除（Dead Code Elimination）
- 刪除不會(huì)被執(zhí)行的代碼，減少程序大小。
? 內(nèi)聯(lián)展開(kāi)（Function Inlining）
- 小函數(shù)可以直接展開(kāi)，避免函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷。
優(yōu)化前
優(yōu)化后
（2）指令優(yōu)化
? 指令重排序（Instruction Reordering）
- 調(diào)整指令執(zhí)行順序，提高 CPU 指令流水線利用率。
優(yōu)化前
優(yōu)化后(可能)
? 寄存器分配（Register Allocation）
- 盡量使用寄存器存儲(chǔ)變量，減少內(nèi)存訪問(wèn)，提高速度。
優(yōu)化前
優(yōu)化后
? 循環(huán)展開(kāi)（Loop Unrolling）
- 減少循環(huán)控制開(kāi)銷，提高 CPU 指令執(zhí)行效率。
優(yōu)化前
優(yōu)化后
- 這樣可以減少
for循環(huán)的控制開(kāi)銷，提高速度。
（3）存儲(chǔ)優(yōu)化
? 內(nèi)存對(duì)齊（Memory Alignment）
- 優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)布局，減少 CPU 訪問(wèn)內(nèi)存的時(shí)間。
優(yōu)化前
優(yōu)化后
這樣能 提高 CPU 讀取效率，減少緩存行沖突（Cache Miss）。
? 緩存優(yōu)化（Cache Optimization）
- 提高數(shù)據(jù)局部性，減少 CPU 訪問(wèn)內(nèi)存的延遲。
優(yōu)化前
優(yōu)化后（列訪問(wèn)）
- 減少緩存不命中（Cache Miss），提高 CPU 讀取速度。
3. 現(xiàn)代編譯器優(yōu)化工具
（1）編譯器優(yōu)化級(jí)別
（2）GCC/Clang 編譯器優(yōu)化選項(xiàng)
-O2：?jiǎn)⒂脙?yōu)化-march=native：針對(duì)本地 CPU 優(yōu)化-flto：?jiǎn)⒂?鏈接時(shí)優(yōu)化（Link-Time Optimization）4. 優(yōu)化方法總結(jié)
結(jié)論
? 編譯器優(yōu)化能顯著提高程序性能，但可能會(huì)引入 并發(fā)問(wèn)題。
? 指令重排序、寄存器緩存、循環(huán)優(yōu)化 是編譯器優(yōu)化的核心策略。
? 使用 -O2、-O3 可以讓 GCC 進(jìn)行更高級(jí)別優(yōu)化，提高執(zhí)行效率。
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