操作系统

写时复制 Copy-On-Write

  • 多个进程或线程可以共享相同的数据副本，直到某个进程或线程尝试修改数据时，才真正执行拷贝（而不是在一开始就创建多个副本）。
  • 这样可以减少不必要的复制提高内存利用率和性能。

适用场景

  • 操作系统进程管理（fork）：提高进程创建效率，减少内存消耗。
  • 高并发读、多线程安全集合（CopyOnWriteArrayList）：适用于读多写少的场景。
  • 数据库 MVCC：提高数据库事务的并发性能。

网路

TCP三次握手

  • 第一次握手：客户端发送SYN请求，给服务端发送了一个序号
  • 第二次握手：服务端发送SYN和ACK请求，给客户端发送自己的序号和确认客户端的序号
  • 第三次握手：客户端发送ACK请求，确认服务端的序号

三次握手确认双方发送和接受功能正常

TCP四次挥手

  • 第一次挥手：客户端发送FIN请求，告诉服务端要关闭连接
  • 第二次挥手：服务端收到客户端请求后，进入等待关闭状态
  • 第三次挥手：服务端发送FIN请求，告诉客户端没有请求要处理了，可以关闭连接
  • 第四次挥手：客户端确认服务端关闭，自己也关闭连接

关闭期间服务端可能还有数据未发送完毕，不能合并ACK+FIN

HTTPS工作流程

HTTPS工作流程
加密流程

TLS1.2

  1. 客户端发起请求（Client Hello）
    客户端发起 HTTPS 请求时，发送如下内容：
    • 支持的 TLS 协议版本（如 TLS 1.2）
    • 支持的加密算法列表（cipher suites）
    • 客户端随机数（Client Random）
    • 支持的压缩算法
    • 可选的扩展（如 SNI，用于支持多域名）
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Client Hello:
  TLS Version: TLS 1.2
  Cipher Suites: [TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256, ...]
  Client Random: abc123...
  Extensions: SNI: www.example.com
  1. 服务端响应（Server Hello）
    服务器返回：
    • 确定使用的协议版本
    • 确定加密算法
    • 服务器随机数（Server Random）
    • 服务器数字证书（含公钥）
    • 是否需要客户端证书（一般不需要）
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Server Hello:
  TLS Version: TLS 1.2
  Cipher Suite: TLS_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256
  Server Random: def456...
  Certificate: www.example.com (由 CA 签名)
  1. 客户端验证证书
    客户端用 内置的 CA 根证书：
    • 检查服务端证书是否合法（是否被信任、是否过期）
    • 验证域名是否一致（CN 或 SAN 字段）
    • 验证证书签名
  2. 客户端生成对称密钥（Pre-Master Secret）
    • 客户端生成一个“预主密钥（Pre-Master Secret）
    • 用服务端的公钥加密这个密钥
    • 发送给服务器
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Client Key Exchange:
  Encrypted Pre-Master Secret: RSA加密后的pre-secret
  1. 服务端解密 Pre-Master Secret
    服务器用 自己的私钥解密这个 Pre-Master Secret。
    此时，客户端和服务端都拥有了：
    • Client Random
    • Server Random
    • Pre-Master Secret
      利用这三个值，用同一个算法生成：会话密钥（对称加密密钥）
  2. 双方生成会话密钥
    客户端和服务端根据协商算法生成：
    • 对称加密密钥
    • 消息认证码（MAC）密钥
      这些密钥将用于接下来的对称加密通信。
  3. 客户端发送 Finished
    客户端：
    • 用协商出的对称密钥对握手过程摘要加密
    • 发送给服务器
      用于验证前面握手内容是否被篡改。
  4. 服务端发送 Finished
    服务端也发送一份 Finished 消息。
  5. 握手完成，开始加密通信
    至此，握手阶段结束。客户端和服务器之间可以开始用对称加密进行通信。
    之后的 HTTP 数据会通过这个会话密钥加密

TLS1.2 图解

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客户端                服务端
  |  ---ClientHello----> |
  |                      |
  |  <--ServerHello------|
  |  <--Certificate------|
  |  <--ServerHelloDone--|
  |                      |
  |  ---KeyExchange----->|  (PreMasterSecret加密，用公钥)
  |  ---ChangeCipherSpec |
  |  ---Finished-------->|
  |                      |
  |  <--ChangeCipherSpec |
  |  <-----Finished------|

TLS1.3 图解

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客户端                  服务端
  | ----ClientHello(+KeyShare)---> |
  |                                 |
  | <--ServerHello(+KeyShare)------|
  | <--EncryptedExtensions----------|
  | <--Certificate + Verify --------|
  | <--Finished---------------------|
  |                                 |
  | ----Finished------------------->|

  • 砍掉旧算法：如 RSA 密钥交换、AES-CBC、SHA-1、MD5，全被移除 。使用ECDHE（ECC子算法）
  • 合并多个消息：减少消息往返次数
  • 加密更多内容：提高抗中间人攻击能力
  • 0-RTT 支持：允许客户端恢复连接时直接发送数据（但有重放攻击风险）

HTTP与RPC的区别

HTTP（HyperText Transfer Protocol）

一种应用层协议，用于客户端与服务器之间传输数据（如 HTML、JSON）
文本协议，基于请求/响应模型
JSON、XML、HTML等
前端 Web/移动端调用后端 API

RPC（Remote Procedure Call）

一种通信模型，让调用远程服务就像调用本地函数一样
可基于TCP、HTTP、gRPC、WebSocket等
通常是二进制（如 Protobuf、Thrift）
适合微服务内部调用（如 gRPC、Dubbo）