聊聊这道【快手】面试题

0x00 前言

前几天大白参加了快手的视频面试，第一次使用牛客网的在线面试系统，10点开始12点才结束，一面竟然持续了两个小时，期间最开始用手机面试，20分钟简单聊完项目之后开始编码，于是切换到PC上。

奈何牛客网的在线面试系统在 Chrome 上不好用，一度以为我电脑的摄像头坏掉了，查了一下说可能是浏览器问题，果然快速换到火狐之后就 OK 了，期间我调试环境花了大约10分钟，之后便开始了重头戏-写代码。

快手这个岗位的题目均不是 Leetcode 的题目，都是比较偏实际的问题，期间要进行 debug 所以时间会长一些。

其中有一道题看着挺简单，但是后面仔细想了想，还算是个知识的模糊点，所以决定写出来和大家分享一下。

0x01 题目描述

题目是口述并简单写了一下，基本上达意了，一起看下：

简述在 Linux 环境中使用 C++ 编写的代码输出结果 以及原因。给定两个函数 func1 和 func2，包含的代码如下：

int *glob_ptr = NULL;
void func1(){ int a = 10; int *b = &a; glob_ptr = b; while(true){ //do sth }}
void func2(){ int *c = NULL; c = glob_ptr; printf("%d\n",*c)}
thread1调用func1thread2调用func2可确保thread1调用的func1先跑程序的执行结果将是什么？
是否会coredump?如果没有coredump将输出什么？并对你的答案做出解释。

简单说这是道多线程的问题，两个线程函数运行之后，查看输出结果是什么并给出解释。

0x02 题目解析

题目中给出了全局指针变量 glob_ptr ，该变量是在进程的堆上存储的。

在 func1 中定义了局部变量a和局部指针变量b，随后将全局变量glob_ptr 的值赋给局部变量b，之后是一个 while 的死循环，来保证 func1 一直活着，从而局部变量a和b都是有效的，进而全局变量glob_ptr 也是指向一个有效的地址。

在 func2 中同样定义了局部指针变量c，并将全局指针变量glob_ptr 赋值给了局部指针变量c，之后将其结果进行输出。

2.1  一些必备知识

进程是线程的载体，也可以认为是容器，进程与进程之间是有地址隔离的，Linux 是虚地址模式，每个进程都认为自己持有了全部的内存空间，没错是 OS 骗了它。

本质上各个进程的内存访问都涉及到虚拟地址和物理地址转换，在系统层面避免了多进程之间的直接访问，所以进程之间的通信需要借助于共享内存、消息队列等机制，从而也更加安全。

虚地址模式要比实地址模式更加安全，这个是由OS来保证的，对于一些单任务的操作系统比如 vxwork 很多都是实地址模式，题目中的Linux 便是典型的虚地址模式。

进程内的多个线程共享进程的资源并且也拥有自己的独立资源，这样线程间的通信就方便很多了。

进程与进程就像独立的家庭，每个家庭是有自己的领地的，如果要进行交流需要通过其他手段。

线程与线程之间就像一个家庭中的成员，每个人都生活在相同的家庭空间，但是每个人也都有自己的私有空间，所以每个线程之间的通信要方便的多，只要喊一嗓子就可以听到了。

2.2  大白的答案

经过前简单分析，题目确保了局部变量地址的有效性，不同的地方在于一般的多线程同步都是使用锁、条件变量等手段借助于全局变量来进行多线程的数据通信和同步。

题目中借助于局部变量的实现确实是没有见过，这也是大白要写这道题的初衷。

很多时候我们对于常见的东西的正确性没有疑问，比如借助于锁的线程同步，但是有时候没见过的形式也不一定就是错误的，只能说可能是可行但不完善，其实本题就是后者情况。

经过几分钟的思考，大白给出了答案：

可能结果1：coredump掉，因为在我看来Linux是比较安全的，进程内的多个线程的局部变量存储在私有空间栈上，从安全角度来说应该是不可以相互访问私有栈空间的，所以coredump。

可能结果2：没有coredump，因为可能Linux并没有那么做，为进程内的线程间也做了屏障，多个线程的私有栈空间是可以相互访问的。

所以两个答案的区别根源就在于Linux本身是否允许多线程内私有空间的访问，来看一张进程内多线程的内存空间分布图吧：

经过一番思考(其实算是直觉吧)，大白觉得是结果2，因为Linux本身并没有必要来实现线程内私有栈的隔离，而且Linux的地址空间的隔离应该是进程粒度的，线程还是可以相互访问的，所以我选择了不会coredump并且输出10。

但是我并不确定，因为两种结果都说得通，不确定的根源在于自己知识的盲点：多线程私有空间的访问权限问题。

0x03  代码实践

面试结束之后，晚上大白实践了一下，发现确实是结果2。简单写的糙代码如下：

为了避免程序的偶然性结果，大白在func2中间隔1s打印了10次，简单编译执行结果确实是没有coredump，间隔1s输出10。

这个问题算是被验证了，不过总觉得不能这样结束，于是在网上搜索了一些东西。

0x04  继续思考

在知乎上看到一个很相似的问题：

https://www.zhihu.com/question/265224833

有意思了！和我刚才验证的问题是矛盾的，不过知乎上总是会出现一些并不成立的问题，所以还是先说是什么再说为什么吧！

简单看了几个高票答案，也证明了这个提问者问题本身的不成立，在一个腾讯员工的回答中看到一个华丽丽的代码：

大神这个代码是C++14的一些高级特性，并且没有借助于全局指针变量，直接使用局部变量来相互访问的，看下编译执行结果：

其中一个回答的图也比较好，贴一下：

0x05.笔者小结

快手的这道题目并不复杂，但是对一些不常见的形式探究的比较深入，对此大白觉得用几句话概况吧：

正确的并不一定是好用的，不常见的也并非是错误的，正确且常见的形式往往是取舍验证之后的优解，但是并不是唯一解，掌握根源我们才能灵活应对各种奇怪的形式，并作出分析。

就这么多吧！本期完，祝各位周末愉快，疫情之下 注意防护。

春风在不久之后将吹开紧闭的家门，我们纷纷摘下口罩，洋溢着久违的笑容，自由呼吸、快乐奔跑！