操作系统相关基础知识

1：进程和线程有什么区别：
进程是系统进行资源调度和分配的基本单位。用于实现操作系统的并发。

线程是进程的子任务，是cpu调度和分配的基本单位。用于实现进程的并发。

一个线程只能属于一个进程，一个进程可以有多个线程。

进程在执行过程中，拥有独立的内存单元。而多个线程共享进程的内存。共享代码段（代码和常量）、数据段（全局变量和静态变量）、扩展段（堆）。但是每个线程拥有自己的栈段，用来存放自己的局部变量和临时变量。

进程切换的开销大于线程切换的开销：线程切换只需要保存和设置少量寄存器内容，而进程的切换涉及当前整个CPU、内存、IO环境的设置。

2：进程、线程的通信方式

进程的通信方式： https://www.jianshu.com/p/c1015f5ffa74。

线程的通信方式：可以直接读写进程的数据段、栈段的数据，此时需要进程进行同步、互斥的手段加以辅助。

3：进程调试简单，创建开销大；线程调试复杂，创建开销小

4：进程间不会相互影响，而线程一个挂掉就会导致整个进程挂掉

5：进程适合多核、多机分布。线程适用于多核

6：进程间通信：包括管道、系统IPC(消息队列、信号量、信号、共享内存)、以及套接字socket

普通管道：pipe : 半双工（数据只能在一个方向上流动，先进先出），只能用于具有亲缘关系的进程之间的通信（父子进程），可以看做是一种特殊的文件，只存在于内存中

命名管道：fifo : 半双工（数据只能在一个方向上流动，先进先出），可以用于无关进程之间数据通信，可以看做特殊文件，存在于文件系统中

消息队列：进程可以读取，独立于进程启停，进程终止时消息队列及其内容不会被删除。消息队列可以实现消息的随机查询，不一定先进先出，可以按照消息类型读取。

共享内存：多个进程可以访问、存取、操作同一块内存空间。需要依赖互斥锁和同步量

套接字：进程间的通信机制，不仅可以用于本地，也可以用于不同主机之间的进程通信

7：多线程、线程的同步的几种方式

多线程可以实现进程内部的并发，线程之间的通信方式：

(1)：临界区：通过多线程的串行化来访问公共资源或一段代码。

(2)：互斥量（锁）：互斥对象只有一个，保证公共资源不会被多个线程同时访问

(3)：信号量：容许多个线程在同一时刻去访问同一个资源，但要限制最大线程数目

(4)：事件（wait、notify）：通过通知操作的方式来保持线程的同步。

8: 互斥锁和读写锁的区别：
https://blog.csdn.net/Melo0705/article/details/109150149?spm=1001.2014.3001.5501

9：进程的状态转换：

进程的五种基本状态

（1）创建状态：进程正在被创建

（2）就绪状态：进程加入到就绪队列中等待CPU调度

（3）执行转态：进程正在运行

（4）等待阻塞状态：进程因为某种原因，比如I/O等待，等待设备，而暂时不能运行

（5）终止状态：进程运行完毕

10: 同步、异步、阻塞、非阻塞

https://blog.csdn.net/weixin_30508309/article/details/96400360

同步，就是我调用一个功能，该功能没有结束前，我死等结果。
异步，就是我调用一个功能，不需要知道该功能结果，该功能有结果后通知我（回调通知）
阻塞，就是调用我（函数），我（函数）没有接收完数据或者没有得到结果之前，我不会返回。
非阻塞，就是调用我（函数），我（函数）立即返回，通过select通知调用者

同步：提交请求->等待服务器处理->处理完毕返回这个期间客户端浏览器不能干任何事
异步：请求通过事件触发->服务器处理（这是浏览器仍然可以作其他事情）->处理完毕

同步和异步都只针对于本机SOCKET而言的。

同步和异步,阻塞和非阻塞,有些混用,其实它们完全不是一回事,而且它们修饰的对象也不相同。
阻塞和非阻塞是指当进程访问的数据如果尚未就绪,进程是否需要等待,简单说这相当于函数内部的实现区别,也就是未就绪时是直接返回还是等待就绪;

而同步和异步是指访问数据的机制,同步一般指主动请求并等待I/O操作完毕的方式,当数据就绪后在读写的时候必须阻塞(区别就绪与读写二个阶段,同步的读写必须阻塞),异步则指主动请求数据后便可以继续处理其它任务,随后等待I/O,操作完毕的通知,这可以使进程在数据读写时也不阻塞。(等待"通知")

11: 内存溢出和内存泄漏

（1）内存溢出：你要的内存空间超过了实际分配的内存空间。造成原因：读取数据量太大，对象使用完未清空，代码死循环导致溢出、三方bug

（2) 内存泄漏：程序没有释放不在使用的内存。造成原因：堆内存泄漏（Heap leak）malloc、new等从堆中分配的内存空间，完成使用后应当free、delete删掉，程序设计错误没有释放就会泄露）。系统资源泄露（Resource leak），soket等申请的资源没有使用相应的函数释放掉，导致性能下降。没有将基类的析构函数定义为虚函数，当基类指针指向子类对象时，如果基类的析构函数不是虚函数，那么子类的析构函数就不会被调用，那么就不会释放相关内存。

12：硬链接和软链接的区别：（都是为了解决文件共享的问题）

硬链接：与普通文件没什么不同，inode 都指向同一个文件在硬盘中的区块。相当于同一个文件的别名， ln创建。
软链接：保存了其代表的文件的绝对路径，是另外一种文件，在硬盘上有独立的区块，访问时替换自身路径。ln -s A file

13: 内核态和用户态的区别：是操作系统的两种运行级别，最大区别就是运行级别、特权不同。用户态的程序不能直接访问操作系统内核态数据结构和程序，他们之间状态的转换方式主要包括，系统调用、异常和中断。

14: 如何设计server,使得服务端能够接受多个客户端的请求：线程池、多线程、I/O复用

15: 通过ps ux的命令来判断当前机器处于什么状态

（1）运行(正在运行或在运行队列中等待) R
（2）中断(休眠中, 受阻, 在等待某个条件的形成或接受到信号) S
（3）不可中断(收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生) D
（4）僵死(进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程调用wait4()系统调用后释放) Z
（5）停止(进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号后停止运行运行) T

16:常用的线程模型：生产者消费者模型（线程池）、master-worker模型（就是main--pthread_create）、fork/join模型。

17: 从源码到可执行文件的过程

(1) 预编译：删除#deine 宏，处理所有条件#id #endif，处理#include指令，#删除所有的注释"//"。预编译生成xxx.ii文件

（2）编译：进行语义，语法，词法分析，并进行源码优化，将.i文件生成汇编语言

（3）汇编：将汇编代码转化成机器指令，产生目标文件xxx.obj

(4)链接：将目标文件进行链接。链接分为静态链接和动态链接

动态库(.so)和静态库(.a)。https://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/9569107

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