计算机底层原理
1 计算机基础
[1][马士兵仅用30小时就把计算机底层原理、操作系统、数据结](https://www.bilibili.com/video/BV1va411y7Hy)
前言
适度打开计算机底层，因为它的知识量广而深，要抓住当前的主线！
目的
- 知道计算机如何运行的
- 过面试这一关
进大厂
最佳时间：3-5年
原因：1.心智成熟 2.熟手
跳槽时机和薪资
| 时长 | 薪资 |
|---|---|
| 干1年 | 9k |
| 干2年 | 16k |
进大厂前薪资最好达到20k以上
忘掉学历的前提：1.技术 25k以上 2.团队leader
2 计算机组成
说明：
- PC(): 存储指令
- Register(寄存器): 指令中涉及到数据，就会加载到寄存器中
- ALU(算术逻辑单元): 获取寄存器中的数据，进行运算，并把结果存到内存中
总结CPU，一直取指令，做运算，写结果
缓存
出现原因：CPU太快了，内存太慢了，所以会出现了缓存这个东西
L1、L2、L3
查找过程：CPU会先在L1中查找，找不到，去L2中查找，找不到，去L3查找，找不到，再去内存中查找
区别：L3是多核CPU共享的缓存，L1和L2在每个核中都存在
问：为什么是三级缓存？而不是四级、五级？
工业测试的结果，三级最优
超线程
一个ALU对应两组线程对应的运算
实例：四核八线程，4个ALU拖8个线程
读取缓存
一块一块读取，每一个块叫做 cache line
在interCPU中，每一个 cache line 为64个字节
cache行一致性
interCPU利用MESI实现一致性
指令重排序
cpu乱序执行
阻止乱序执行的方式是加volatile，从JVM层面来看，原理是加内存屏障
问：DCL(double check lock)需要加volatile吗？
3 线程和锁
3.1 进程和线程
进程：是资源分配的基本单位
线程：是程序执行的基本单位
问：线程切换是什么概念？
执行T1，缓存T1，执行T2，恢复T1（恢复现场）
那这里会涉及到一个问题：线程越多越好吗？
不一定，因为线程切换需要时间
问：线程是如何调度的？
问：协程是什么？
问：用户级别线程和操作系统级别线程的区别？
在JVM中，一个用户线程对应一个操作系统线程，也就是1:1
在GO语言中，是M:N的数量关系，类似于JAVA的线程池，但有区别，JAVA线程池无法进行同步
- M表示GO创建出来的用户线程，通过队列去维护
- N表示提前创建出来的几个或者几十个系统线程
3.2 锁
| 名称 | 描述 | 关系 |
|---|---|---|
| 偏向锁 | 注意，偏向锁不是锁 | 出现竞争后，升级为自旋锁 |
| 自旋锁 | 同一时刻，只允许一个人上马桶，其他人竞争 | 竞争激烈后，升级为队列锁 |
| 队列锁 | 同一时刻，只允许一个人上马桶，其他人排队，通过OS调度 |
保证数据一致性，锁是一个逻辑概念
同一时刻，只允许一个人上马桶
自旋锁，轻量级锁，适用于线程少，执行时间短
队列锁，重量级锁（需要OS调度），适用于线程多，执行时间长
问：synchronized原理？
问：自旋锁
ABA问题：可以通过版本号解决
CAS(compare and swap)修改值的原子性问题：当判断完相等，但这时被其他线程改动了，怎么办？
用lock指令，锁总线
lock cmpxchg 指令
偏向锁
首先，偏向锁不是锁，它只是一个占位用的
为什么会出现偏向锁呢？因为绝大数都是一个线程在跑，省去了线程竞争的过程。如果出现多个线程，那么就会进行 锁升级
锁升级步骤，偏向锁，如果出现两个以上线程轻度竞争，则升级为轻量级锁(自旋锁)，如果重度竞争，则升级为重量级锁(队列锁)
问：一个对象占多少字节？美团
用 jol 这个库可以打印出对象信息
一个对象占16个字节
对象在内存空间中的布局
64位机器：表示指针长度为64位
架构师
思想：
- 这个地适合用什么语言就用什么语言
- 不要让自己局限在某个语言上
述求
我的述求是什么？
扎稳前端，逐步向后端扩展。
[1][MCA架构师课程大纲-马士兵教育](https://ke.qq.com/course/package/20773)
MCA（Microsoft Certified Architect），微软认证构架师的简称，是微软的顶级证书