面试题

1|0面试题

2|01 什么是gil锁

gil锁：全局解释器锁，他的本质是一个大的互斥锁，他是cpython的一种机制，gil只存在cpython解释器，他限制了一个线程只有获取到gil锁才能执行，如果没有拿到gil锁，线程是不能执行的

解释器有：cpython,pypython,jpython
         

gil锁的作用是什么？
	限制线程只有获取到gil锁才能执行

为什么要有gil锁？保证数据安全？
	保证数据安全用互斥锁就好了，gil锁不能保证数据安全
    Python的垃圾回收机制，需要用逻辑回收线程来做，如果在同一时刻有多个线程在同时执行，垃圾回收机制会把正在其他线程使用的变量给回收掉，因为当时只有单核电脑，本来同一时刻就不能有多个线程同时执行，于是作者就干脆做了一个gil锁，让线程必须获取到gil锁，才能执行，但后来随着多核的出现，导致python的多线程并不能利用多核

3|02 为什么有了gil锁还要互斥锁

gil锁：全局解释器锁，线程要想执行，必须先获得到gil锁才能执行
互斥锁：为了保证多线程并发操作数据(变量)，而设置的锁，保证在加锁和释放锁之间，其他线程不能操作

# gil锁也是大的互斥锁

# 过程：
# 出现了数据错乱，出现了多条线程操作变量，出现的并发安全问题
    a=0
    线程1要计算： a+=1  
    	1 线程1 拿到gil  
        2 读取a=0
        3 假设时间片到了，释放gil，释放cpu
      	4 等待下次被调度执行
        10 轮到它了，获取gil锁
        11 继续往下执行：计算a+1
        12 把结果赋值给a ，a=1
    	13 释放gil锁
     线程2要计算： a+=1 
        5 线程2获得了gil锁
        6 读取a=0
        7 计算a+1
        8 把结果赋值给a ，a=1
        9 释放gil锁
    # 什么临界区？处出现并发安全问题的这段代码称之为临界区，临界区会出现并发安全问题，所以要在临界区加锁
    	# 加锁
    	6 读取a=0
        7 计算a+1
        8 把结果赋值给a ，a=1
        # 释放锁
    	
  
   # 互斥锁保证数据安全
    a=0
    线程1要计算： a+=1  
    	1 线程1 拿到gil  
        # 加锁
        2 读取a=0
        3 假设时间片到了，释放gil，释放cpu
      	4 等待下次被调度执行
        
        7 轮到它了，获取gil锁
        8 继续往下执行：计算a+1
        9 把结果赋值给a ，a=1
    	10 释放gil锁
     线程2要计算： a+=1 
        5 线程2获得了gil锁
        #获取锁，获取不到
        6 释放gil锁
        11 获得gil锁
        
        #加锁
        12 读取a=0
        13 计算a+1
        14 把结果赋值给a ，a=1
        15 释放锁
        16 释放gil锁
    
    # gil锁并不锁住临界区，临界区需要我们自己用互斥锁加锁

4|03 python的垃圾回收机制是什么样的？

高级一点的语言，为了保证内存的使用效率，都会有垃圾回收机制，而咱们python使用以下三种方式来做垃圾回收

1.引用计数
	有多少变量指向他，他的引用计数就为几，当引用计数为0 的时候就说明没有变量指向它了，这块内存空间就会被回收掉
    引用计数操作的问题：循环引用问题

2.标记清除
	为了解决引用计数存在的循环引用的问题
    第一阶段就标记阶段，它会把所有的“活动对象”打上标记，第二阶段把那些没有标记的“非活动对象”进行回收
    # 简而言之，它会把循环引用的内存空间，打上标记，然后回收掉

3.分代回收
	把对象分为三代，一开始，对象在创建的时候，放在一代中，如果在一次一代的垃圾回收检查中，该对象存活下来，就会被放到二代中，同理在一次二代的垃圾检查中，该对象存活下来，就会被放到三代中，后面优先检查第一代中的对象，优先回收，其次依次往上检查做回收

5|04 解释为什么计算密集型用多进程，io密集型用多线程

由于GIL锁的存在，即便是多核机器，同一时刻，也只能有一个线程在执行
    -线程需要cpu去调度执行
    -如果开了多线程，是计算密集型，计算是消耗cpu，假设是四核电脑，不能充分利用这四个核，只能有一个核在执行，开多线程没有用
    -而如果计算密集型，开了多进程，gil是在cpython解释器进程中的，再进程中开启线程执行计算，可以充分利用多核优势
    -开了一个进程，就开了一个cpython解释器的进程，就会有一个gil锁
    
    -由于GIL锁的存在，如果是计算密集型，开启多线程，不能利用多核优势，
    -开启多进程，可以利用多核优势
    -io不耗费cpu，开启多线程，在一个时间段内是有并发效果的
     
    -即便是io密集型，用多进程是不是会显著提高效率？
    	本身开启进程是非常消耗资源的，如果是io密集型，没有必要开多进程，并不会有显著的效率提升

6|05 进程，线程和协程

1|0概念

进程：是资源分配的最小单位，一个应用程序应用起来，至少需要一个进程，在进程管理器(资源管理器)中可以看到一个个进程

线程：是cpu调度，执行的最小单位，一个进程下至少有一个线程

协程：单线程下的并发，程序层面控制的任务切换

1|0代码如何实现

# 开启进程的两种方法：
1.写一个类，继承Process,重写类的run方法，实例化得到对象，对象.start开启进程
2.通过Process类实例化一个对象，传入一个任务，调用对象.start开启进程

# 开启线程的两种方法：
1.写一个类，继承Thread,重写类的run方法，实例化得到对象，对象.start开启线程
2.通过Thread类实例化一个对象，传入一个任务，调用对象.start开启进程

# 开启协程
1.早期的写法：借助于第三方gevent,基于greelet写的
2.现在写法：
	有async和await关键字，不借助于第三方，开启协程asyacio包
    写在一个函数前，async def task()--->这个函数执行的结果就是协程函数
    await只要是io操作的代码，前面必须加await

1|0三者我们在哪里用过

1.一般遇到计算密集型的操作，我会开多进程，遇到io密集型的操作，我会开多线程
2.闲着没事干的时候，爬取别的数据，喜欢开多线程，爬虫io居多
3.程序中，异步做一件事情，也可以开多线程
	eg:
        一个视图函数，异步的把数据写到文件中
        异步的发送钉钉通知
        异步的发送邮件
	实际生活中，在项目中，不需要我们来开启进程线程的，可以借助于第三方的框架比如celery就可以进行异步操作
    celery的worker，就是进程线程架构
4.django框架，是支持并发的，我们没有开启多进程、多线程，但是符合uwsgi的web服务器在进入Django框架之前，就开启了线程和进程来执行视图函数

7|06 什么是鸭子类型

走路像鸭子，说话像鸭子，我们就可以叫它鸭子
解释：鸭子类型是Python面向对象中描述接口的一个概念，区分与其他编程语言
	eg:
        java中：实现接口，必须显示继承一个接口
        Python中：实现接口，遵循鸭子类型，不需要显示的继承一个接口(类)，只要类中有对应的属性跟方法，我们就称这几个类的对象为同一种类型

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本文作者：泡芙有点甜
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