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后端基础、资料库、API 设计、程式架构

后端基础

  1. Git 和 Git Flow 是什么？如何应用？
  • Git = 一组不可变对象（blob / tree / commit）+ 一个索引（index）+ 工作区（working directory）
  • blob = 文件内容本身（不可变内容快照），tree 就是整个项目的目录结构，不是 index。index = 暂存区（下一次提交的准备区），commit = 时间轴节点（指向 tree + 指向父节点）。
  • Git 在执行 git add 时，会把文件内容存成不可变的 blob，并写入 index（暂存区），记录下次提交要包含哪些文件；
  • 当执行 git commit 时，Git 会根据 index 生成一个 tree 目录快照，再创建一个 commit 记录时间与历史链接。
  • blob 存内容，tree 存目录结构，commit 才构成真正的时间轴，而所有对象都以 hash 作为唯一身份。
  1. Nginx 是什么？有哪些用途？
  • Nginx 是一个轻量高效的 Web Server，它可以把所有用户请求集中到前端入口，由 Nginx 负责调度转发、分流、缓存，而应用服务器只专注处理逻辑。这让系统更安全、更快、更稳定，也能轻松扩展。
  • 核心用途
    • 反向代理、Nginx 站在最前面，把所有进来的 HTTP 请求转给后端应用。 后端不用暴露在公网上。
    • 负载均衡、Nginx 是流量分流器，多台后端变成“一台好像无限大”的服务器。
    • HTTP 缓存。超高速的前端缓存层，把热门内容存内存，直接返回给用户。
  1. 什么是 CDN？为什么要用 CDN？
  • CDN = Content Delivery Network = 内容分发网络。
  • CDN = 在全球布满缓存节点，让用户就近取得内容，而不是跑到你原始服务器那边取。这样可以极大降低延迟、分散流量、避免单点故障、增强安全性，是现代网站性能优化的不可缺的一层。
  1. 什么是快取 (Cache)？快取 (Cache) 的机制为何？
  • Cache 是把高频、耗时、读多写少的数据放进内存加速访问。它能显著降低数据库压力，但会带来一致性和并发问题，因此常用 Cache Aside、Read/Write Through、Write Behind 三种模式来设计，同时必须正确处理穿透、雪崩、击穿和热点等风险。
  1. JWT 的运作原理是什么？
  • JWT（JSON Web Token）是一种无状态认证机制。让服务端在“不存储登录状态”的情况下，判断用户是否已经认证过。
  • 服务器“不记得你”，你必须每次带身份证（Token）来证明身份。状态就是记得不记得。现在就是直接验证。
  1. TCP 与 UDP 是什么？差异为何？
  • TCP 全名 Transmission Control Protocol 是一种面向连接的协定。三次握手、可靠、有序、重传、拥塞控制 → 慢但稳。
  • “握手（Handshake）”指的是：通信双方在正式传输数据前，为了确认彼此“准备好了”而进行的协议交换过程。
  • UDP 全名为 User Datagram Protocol，无连接、不可靠、不重传、无序、超快速 → 用在实时应用。
  1. 限流器 (Rate Limiter) 是什么? 有哪些限流策略?
  • 限制请求的速度，让系统不会被大量请求压垮。
  • 令牌桶（Token Bucket），固定窗口（Fixed Window），滑动窗口（Sliding Window）
  1. 权限管理设计：ACL、RBAC
  • ACL (Access Control List 存取控制清单)，透过加入清单 (list)，让使用者直接获得权限 (access)。
  • RBAC 是 Role-based Access Control 的简写，用中文理解是「基于角色的存取控制」。
  1. session-based 与 token-based 的验证，有什么不同?
  • Session-based = stateful（有状态）服务器必须保存 session，意味着服务器需要记住每个用户的登录状态。
  • Token-based = stateless（无状态）服务器不保存登录状态，只要 token 自己能证明“你是谁”，后端就能验证。

API 设计

  1. 什么是 RESTful API？从日常生活理解 REST 架构原理
  • API（Application Programming Interface，应用程式界面）
  • REST 是指 Representational State Transfer（表征状态转移）
  • 无状态、可缓存、客户端/服务器分离、分层架构
  1. 什么是 GraphQL？
  • GraphQL 是一种用于 API 的查询语言
  • GraphQL：单一端点 + Query 字段表达需求，一次请求 → 拿到多个资源 → 精确到字段级别。
  • GraphQL 用单一端点让客户端自己决定要哪些字段；优点是精准、一次拿齐、扩展性强；缺点是复杂、易产生性能问题、安全风险更高。
  1. SOAP vs REST：如何选择？
  • SOAP（Simple Object Access Protocol）是一种基于 XML 的网路通讯协议，用于在网际网路上进行分散式计算。
  • XML（eXtensible Markup Language）是一种用于描述数据的标记语言。
  • SOAP 是严格的 XML 协议，强调安全性、可靠消息传递和事务支持，常用于银行、保险这种企业级系统。
  • REST 是一种基于 HTTP 的轻量架构风格，使用 JSON，资源导向、性能更好、可扩展性高，是 Web 与移动端最主流的 API 方式。
  1. API 设计 — 如何设计稳定可预测的 API (谈幂等性)？
  • API 设计的一个关键特性：可预测性 (predictability)，即在各种正常与异常情境下，API 的行为必须稳定一致。最核心的工程方法就是：幂等（Idempotency）。
  • 幂等是指一个 API，无论你调用 1 次还是 10 次，服务器的最终状态都应该一样，不会因为重复请求造成额外副作用。
  • 幂等钥 (idempotent key)第一次收到这个 key → 处理请求并记录结果，之后再收到相同 key → 直接返回第一次的结果，不重复执行

资料库

  1. SQL JOIN
  • SQL 是 Structured Query Language 的缩写，中文叫结构化查询语言。
  • SQL JOIN 对两个资料列集合，进行集合运算，接受两个集合，再产生一个新的集合。
  • INNER JOIN 取交集（双方都有的数据），LEFT JOIN 取左表全部并补上右表匹配的数据（可继续用 IS NULL 找出左表无匹配者），RIGHT JOIN 与 LEFT 对称，FULL JOIN 取并集（不论是否匹配都保留），而 FULL/LEFT/RIGHT JOIN + IS NULL 则可以用来找“不匹配”的资料。
  • FROM 选“主表”，JOIN 选“要合并的表”，ON 定义“怎么匹配”，WHERE 决定“最后留下哪些 rows”。
SELECT orders.*
FROM users
RIGHT JOIN orders
ON users.user_id = orders.user_id
WHERE users.user_id IS NULL;
  1. 什么是资料库正规化？为什么需要正规化？
  • 资料库正规化：把表格拆成“结构良好、没有重复、不会更新出错”的样子。目标只有两个：减少重复、避免更新异常。
  • 1NF（第一范式）：每个栏位必须是“单一值”
  • 2NF（第二范式）：非主键必须“完全”依赖主键
  • 3NF（第三范式）：非主键 A 不能依赖非主键 B（即 A 不应该通过 B 才找得到主键）。
  • BCNF（Boyce–Codd 范式）：不能出现“非主键栏位决定主键栏位”的情况。
  1. 什么是资料库反正规化？优缺点是什么？
  • 资料库反正规化是在原本正规化的基础上，故意增加冗余字段、预合并表或预计算数据，以减少 JOIN、提升查询效能。典型技术包括预先 JOIN、镜像表、表拆分、存推导值。
  1. NoSQL 是什么？请说明 NoSQL 资料库的特点
  • Non-SQL 后来转解为Not Only SQL：动态数据结构。
  • Key-Value 极快、Wide Column 扛大数据、Document 超灵活、Graph 专攻关系网。
  1. ACID 是什么？请解释 ACID 特性
  • ACID 是数据库事务必须满足的四个关键特性，用来保证数据在关键操作下不会出错。
  • A（Atomicity，原子性）：事务要么全部成功，要么全部失败，不能出现部分执行。
  • C（Consistency，一致性）：事务前后系统必须保持逻辑正确，不会出现违反约束的状态。
  • I（Isolation，隔离性）：并发事务之间互不影响，避免读到脏数据或不一致数据。
  • D（Durability，持久性）：事务提交后数据不会丢失，即使系统崩溃也能恢复。
  • ACID 让数据库的事务操作变得可靠、可预期，避免像“扣了钱却没下单”这种事故。
  1. ORM 是什么？ORM 的优缺点是什么？
  • ORM = Object-Relational Mapping（物件关系映射）用“写代码操作对象”的方式，间接帮你生成 SQL，并操作数据库。
  • 不用 ORM 的写法（直接写 SQL）
cursor.execute("SELECT * FROM users WHERE id = 3;")
result = cursor.fetchone()
  • 用 ORM
user = User.objects.get(id=3)
  • ORM= 翻译机,我们讲代码语言（Python/Java/TS 的 object/class）数据库只听得懂 SQL，ORM 就是负责「把你的代码翻译成 SQL」。