操作系统面经

进程与线程区别

1.进程是资源分配的最小单位，线程是程序执行的最小单位（资源调度的最小单位）

2.进程有自己的独立地址空间，每启动一个进程，系统就会为它分配地址空间，建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段。而线程是共享进程中的数据的，使用相同的地址空间，因此CPU切换一个线程的花费远比进程小很多，创建也是。

3.线程之间的通信更方便，同一进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据，而进程之间的通信需要以通信的方式进行。

4.但是多进程程序健壮，多线程程序只要有一个线程死掉，整个进程也死掉了，而一个进程死掉并不会对另一个进程造成影响，因为进程有自己独立的地址空间。

死锁产生条件和解决办法

产生条件

1.互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用

2.请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放

3.不剥夺：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺

4.循环等待条件

解决办法

1.如果不同程序会并发存取多个表，尽量约定以相同顺序访问表

2.在同一个事务中，尽可能左到一次锁定所需要的所有资源，减少死锁产生概率

3.如果业务处理不好，可以用分布式事务锁或乐观锁

物理地址和逻辑地址

逻辑地址

逻辑地址是CPU分配给每个进程的地址，逻辑（虚拟）地址和它的实际所处位置是不一样的，这是共享内存时所必需的。逻辑地址通过MMU（内存管理单元）转换为物理地址。

物理地址

内存空间所在的实际内存地址，由CPU生成。

多进程、多线程区别

数据共享、同步

多进程共享复杂，同步简单；多线程共享简单，同步复杂

内存、CPU

多进程占用内存多，切换复杂，CPU利用率低；多线程相反

创建销毁、切换

多进程创建销毁、切换复杂，速度慢；多线程相反

编程调试

多进程编程简单，调试简单；多线程相反

可靠性

进程间相互不影响；一个线程挂掉，整个线程挂掉

分布式

多进程适应于多核、多机分布；多线程适应于多核分布

进程间通信方式

管道

数据单向传输。

1.匿名管道。用完销毁。通信范围是存在父子关系的进程

2.命名管道。FIFO。不相关的进程间也能通信

缺点：效率低，不适合频繁交换数据

消息队列

像发邮件一样，你发一封，我回一封，可以频繁沟通

缺点：

1.通信不及时

2.附件有大小限制

3.存在用户态和内核态之间的数据拷贝开销

共享内存

一块虚拟地址空间映射到相同的物理内存中。这个进程写入的东西，另一个进程马上就能看到，不需要拷贝传输，提高了通信速度

信号量

实现进程间的互斥与同步。

两种操作：

1.P，信号量-1，信号量<0，表示资源被占用，需等待；>0，可以执行

2.V，信号量+1，信号量<=0，表示有阻塞中的进程，唤醒运行；>0，没有阻塞中的进程。

两个操作必须成对出现。

信号量初始为1，代表互斥；初始为0，代表同步，比如说保证进程A在进程B之前执行

信号

适用于异常情况下的工作模式。

Linux提供了几十种信号，通过kill -l可以查看所有信号

信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，发送信号后有如下操作：

1.执行默认操作。

2.捕捉信号。为信号定义一个信号处理函数

3.忽略信号。不希望处理某些信号，就忽略

Socket

跨网络与不同主机上的进程通信。

三种常见通信方式：

1.基于TCP协议的通信方式

2.基于UDP协议的通信方式

3.本地进程间通信

线程之间共享哪些内容

堆，全局变量，静态变量，文件等公用资源。

独享：栈，寄存器