• 进程是什么？有哪几种状态？
• fork的用法？
• 僵尸进程，孤儿进程，守护进程是什么？
• 线程是什么？有哪几种线程？
• 进程与线程的区别？（多进程与多线程的区别？）
• 哪些是线程私有的？
• 集群，分布式的区别？
• 多核是什么意思？
• 并发与并行的区别
• 大内核与微内核
• 分时系统与实时系统
• 32位的系统一个进程最多有多少内存空间？
• 用户态与内核态的区别？（用户空间和内核空间的区别？）
• 库函数与系统调用的区别
• 上下文切换
• 多线程锁的种类？（linux多线程锁？）
• 什么是半双工管道？全双工管道？
• 进程间（IPC：Interprocess communication）通信方式有哪些？
• 如何选择进程间的通信方式？
• 线程池中多线程的线程数该如何设置？
• 操作系统的进程调度算法有哪些？
• linux的任务调度机制是什么？
• 死锁是什么？
• 如何解决死锁问题？
• 可重入函数与不可重入函数？如何编写不可重入函数？
• 静态链接和动态链接的区别？
• 静态库与动态库的区别？
• 软链接与硬链接的区别？
• 程序编译到运行的流程?
• 逻辑地址与物理地址是什么？
• 简述分页系统？
• 简述分段系统？
• 分页与分段的区别?
• 内部碎片和外部碎片的区别？
• 虚拟内存是什么？
• 页面置换算法有哪些？
• 简述Linux文件系统结构?
• 写一个c程序判断系统是32位还是64位的？
• 写一个c程序判断系统是大端字节序 还是 小端字节序？
• 有哪些常见的信号？
• i++是原子操作吗？为什么？
• exit(0)，exit(1)，return的区别？
• 守护进程如何实现？

进程是什么？有哪几种状态？

进程是运行中的程序，程序只是静态的指令的集合。 进程包括指令，数据段以及PCB（进程控制块）。是操作系统分配资源的最小单位。

进程有三种状态：阻塞态，就绪态，执行态。

以read函数进程读取管道中内容为例：

1. 当管道中没有数据时，进程read等待管道另一端写数据，此时进程为阻塞态。
2. 写端向管道中写数据，进程read发现数据可读，等待CPU分配时间片，此时进程由阻塞态转为就绪态。
3. 当CPU分配给read进程时间片，进行读取数据，进程由就绪态变为执行态。

fork的用法？

fork系统调用用于创建一个子进程，首先给子进程分配空间，再将父进程中的所有值复制到子进程中即可。 注意：子进程会继承父进程的 所有锁与条件变量（包括他们的状态）。

关于返回值：父进程得到子进程的pid，子进程得到0。如果fork失败那么返回一个负值，并且子进程不会被创建。

僵尸进程，孤儿进程，守护进程是什么？

• 孤儿进程

父进程提前退出，子进程仍然在运行，称子进程为孤儿进程。孤儿进程对系统没有危害，产生孤儿进程后，有init进程来接管该孤儿进程（通过ps命令可以查看init进程的pid为1）。

• 僵尸进程

子进程提前退出，父进程仍然在运行，称子进程为僵尸进程。僵尸进程对系统有害，僵尸进程并不会释放拥有的进程号资源。如果出现了大量的僵尸进程占用资源，将会无法创建新的进程（通过ps命令可以查看僵尸进程的状态位z(zombie)）。

解决僵尸进程的办法有两个：

1. 是杀死父进程，僵尸进程将会转变为孤儿进程，此时init进程会来接管这些孤儿进程，资源得到回收。
2. 父进程调用 wait 函数回收子进程资源；

• 守护进程

一种特殊的孤儿进程，不论终端是否关闭，都会一直运行到系统关闭。

在Linux中我们可以使用top , ps 等指令查看进程的状态。

线程是什么？有哪几种线程？

线程是一种轻量级的进程，是操作系统任务调度和执行的最小单位。

线程有两种类型：用户级线程 和 内核级线程。

1. 内核级线程：内核态使用的线程。
2. 用户级线程：用户态使用的线程。
   

进程与线程的区别？（多进程与多线程的区别？）

用一个形象的例子可以说明进程与线程之间的关系，将进程比作火车，线程比作火车车厢。

1. 本质 进程是运行中的程序，是操作系统分配资源的最小单位；线程是一种轻量级的进程，是操作系统任务调度和执行的最小单位。

2. 联系 一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程；一个线程只能属于一个进程。

3. 数据的共享与同步 多进程的数据是分开的，共享较为困难，需要通过IPC，同步较为简单；多线程的数据是共享的，共享简单，但是同步困难。这一点各有优势。（好比不同的火车共享数据困难，同步简单；车厢之间共享数据简单，同步困难）。

4. CPU与内存消耗 多进程CPU利用率低，内存消耗大（每一个进程都有独立的内存空间），切换复杂；多线程CPU利用率高，内存消耗小（线程共享同一个内存空间），切换简单。多线程占优。

5. 创建销毁，切换 多进程创建，销毁，切换速度慢；多线程较快。多线程占优。

6. 编程调试 多进程的编程，调试都简单；多线程的编程，调试都较复杂。多进程占优。

7. 可靠性 多进程之间不会相互影响；多线程之间会相互影响，一个线程挂掉导致整个进程挂掉。多进程占优。

那么相比于进程，哪些东西又是线程私有的？请见下一个问题。

哪些是线程私有的？

1. 线程id：每一个线程都有自己的线程id，可以通过pthread_self()查看。

2. 寄存器：线程需要不断进行切换，需要使用寄存器存放旧线程的状态。

3. 函数堆栈：线程需要拥有属于自己的函数堆栈，使得函数调用可以正常进行。

4. errno:错误返回码

5. 线程优先级

集群，分布式的区别？

• 集群

同一个业务，部署在多个服务器上面（不同的服务器运行同样的代码，干同一件事）。

• 分布式

一个业务拆分成多个子业务，部署在不同的服务器上面（不同的服务器运行不同的代码，为了同一个目的）。

多核是什么意思？

多核也就是多内核，是指在一个处理器（CPU）中集成多个完整的计算引擎。

并发与并行的区别

• 并发

单核CPU根据时间片的划分，依次处理多任务。

• 并行

多核CPU同时处理多个任务。

举个例子：吃饭的时候接到电话，接了电话后继续吃饭，这是并发；一般吃饭一边接电话，这是并行。

大内核与微内核

• 大内核

将操作系统的主要功能模块作为一个紧密联系的整体运行在内核态，优点是效率高，缺点是代码量过大难以维护。

• 微内核

随着操作系统内核越来越复杂难以维护，于是提出了微内核的概念；微内核是将最基本的功能留在内核态，而其他功能放在用户态，大大降低了内核的复杂性，从而增加了可维护性，但是由于用户态与内核态之间的频繁切换，效率大大降低。

分时系统与实时系统

• 分时系统

CPU划分多个时间片并发执行任务，有较好的交互性与及时性。

• 实时系统

规定截止时间内处理完任务并作出响应，有较高的及时性，安全性与可靠性，例如飞机自动驾驶，飞机订票，股票交易等。

32位的系统一个进程最多有多少内存空间？

32位系统意味着4G的寻址空间，在Linux中将其分为两个部分，0 ~ 3G为用户空间，3 ~ 4 G为内核空间。

补充：关于用户空间和内核空间的区别见下一个问题。

用户态与内核态的区别？（用户空间和内核空间的区别？）

内核态和用户态是操作系统运行的两种级别。在32位寻址的Linux系统中有4G的虚拟地址空间，0 ~ 3G分为用户空间，3 ~ 4G分为内核空间。

• 内核态

内核空间存放的是内核代码和数据，权限较高，可以访问所有的内存空间和对象，CPU不会被抢占。如 系统调用 和 操作硬件 都处在内核态。

• 用户态

用户空间存放的是用户程序的代码和数据，权限较低，能访问的内存空间和对象受限，CPU可被抢占。 大部分用户使用的应用程序都是在用户态。

库函数与系统调用的区别

1. 本质

库函数是可以自己编写的函数，发生在用户地址空间；而系统调用属于内核提供的API，发生在内核空间。 如fread属于库函数，如read，write，open属于系统调用。

2. 开销方面

库函数的开销较小；系统调用需要经过用户态，内核态，用户态的转换，所以开销较大。

3. 移植性方面

库函数较容易移植，而系统调用由于不同操作系统之间的差异较大，移植较困难。

上下文切换

上下文切换是指CPU挂起一个进程/线程，去执行另一个进程/线程。

上下文切换只能发生在内核态，是多任务操作系统的一个特点。不过由于上下文的高速切换，在用户眼中仿佛任务是同时处理的一样。

多线程锁的种类？（linux多线程锁？）

1. 互斥锁(pthread_mutex_t)

最为常用的锁，任意时刻只能有一个线程能访问加锁资源。

2. 递归锁(pthread_mutex_recursive)

相比于互斥锁无法对同一个资源多次加锁或解锁，递归锁可以对同一个资源进行多次加锁和解锁。

3. 自旋锁(pthread_spinlock_t)

相比于互斥锁在阻塞状态会让出cpu去忙其他事务，自旋锁在阻塞状态下并不会让出cpu而是一直占用cpu直到得到锁，这样减小了cpu上下文切换的时间，多用于内核中消耗时间较少临界区。

4. 读写锁(pthread_rdlock_t)

该锁区分读和写操作，加写锁时其他线程不能对资源进行操作，加读锁的时候多个线程可以对该临界资源加读锁。

什么是半双工管道？全双工管道？

• 单工管道：只有一端可以使用，用作读或者写。

• 半双工管道：两端都可以使用，但只能一端读一端写，数据单向流动。

• 全双工管道：两端都可以使用，且每一端均可读写，数据双向流动。

进程间（IPC：Interprocess communication）通信