那些不能遺忘的知識點回顧——操做系統系列（筆試面試高頻題）

時間 2019-11-11

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有那麼一些零碎的小知識點，偶爾很迷惑，偶爾被忽略，偶然卻發現它們很重要，也是各大筆試和麪試高頻出現考點。這段時間正好在溫習這些，就整理在這裏，一塊兒學習一塊兒提升！後面還會繼續補充。linux

——前言面試

1.進程和線程算法

　　線程是指進程內的一個執行單元,也是進程內的可調度實體.windows

　　與進程的區別:安全

　　(1)地址空間:進程內的一個執行單元;進程至少有一個線程;它們共享進程的地址空間(也有少許本身的地址空間);而進程有本身獨立的地址空間(多個進程之間通常不會共享地址空間);服務器

　　(2)資源擁有:進程是資源擁有的單位,同一個進程內的線程共享進程的資源網絡

　　(3)線程是處理器調度和分派的基本單位.多線程

　　(4)兩者都可併發執行.多線程程序的併發性高。架構

　　(5)進程的切換代價遠高於線程，同步和通訊的實現也比線程複雜。併發

　　進程有獨立的地址空間，一個進程崩潰後，在保護模式下不會對其它進程產生影響，而線程只是一個進程中的不一樣執行路徑。線程有本身的堆棧和局部變量，但線程之間沒有單獨的地址空間，一個線程死掉就等於整個進程死掉，因此多進程的程序要比多線程的程序健壯，但在進程切換時，耗費資源較大，效率要差一些。但對於一些要求同時進行而且又要共享某些變量的併發操做，須要用多線程。

2.Unix和windows進程間通訊的主要方式

　　linux系統IPC：

　　管道( pipe )：管道是一種半雙工的通訊方式，數據只能單向流動，並且只能在具備親緣關係的進程間使用。進程的親緣關係一般是指父子進程關係。

　　命名管道 (named pipe) ：命名管道也是半雙工的通訊方式，可是它容許無親緣關係進程間的通訊。

　　信號量( semophore ) ：信號量是一個計數器，能夠用來控制多個進程對共享資源的訪問。它常做爲一種鎖機制，防止某進程正在訪問共享資源時，其餘進程也訪問該資源。所以，主要做爲進程間以及同一進程內不一樣線程之間的同步手段。

　　消息隊列( message queue ) ：消息隊列是由消息的鏈表，存放在內核中並由消息隊列標識符標識。消息隊列克服了信號傳遞信息少、管道只能承載無格式字節流以及緩衝區大小受限等缺點。

　　信號 ( sinal )：信號是一種比較複雜的通訊方式，用於通知接收進程某個事件已經發生。

　　共享內存( shared memory ) ：共享內存就是映射一段能被其餘進程所訪問的內存，這段共享內存由一個進程建立，但多個進程均可以訪問。共享內存是最快的 IPC 方式，它是針對其餘進程間通訊方式運行效率低而專門設計的。它每每與其餘通訊機制，如信號量，配合使用，來實現進程間的同步和通訊。

　　套接字( socket ) ：套解口也是一種進程間通訊機制，與其餘通訊機制不一樣的是，它可用於不一樣及其間的進程通訊。

　　windows系統IPC：

　　剪貼板(Clipboard)：當用戶在應用程序中執行剪切或複製操做時，應用程序將選定的數據以一個或多個標準或應用程序定義的格式放在剪貼板中。

　　WM_COPYDATA消息：當一個應用向另外一個應用傳送數據時，發送方只需使用調用SendMessage函數，接收方只需像處理其它消息那樣處理WM_COPYDATA消息，這樣收發雙方就實現了數據共享，它在底層其實是經過文件映射來實現的。

　　文件映射(File Mapping )：使進程把文件內容看成進程地址區間一塊內存那樣來對待。只需簡單的指針操做就可讀取和修改文件的內容。容許多個進程訪問同一文件映射對象，各個進程在它本身的地址空間裏接收內存的指針，經過使用這些指針，不一樣進程就能夠讀寫文件的內容，實現了對文件中數據的共享。

　　共享內存(Shared Memory)是文件映射的一種特殊狀況進程在建立文件映射對象時用0xFFFFFFFF來代替文件句柄(HANDLE)，就表示了對應的文件映射對象是從操做系統頁面文件訪問內存，其它進程打開該文件映射對象就能夠訪問該內存塊。因爲共享內存是用文件映射實現的，因此它也有較好的安全性，也只能運行於同一計算機上的進程之間。

　　動態數據交換(DDE)：是使用共享內存在應用程序之間進行數據交換的一種進程間通訊形式。應用程序可使用DDE進行一次性數據傳輸，也能夠當出現新數據時，經過發送更新值在應用程序間動態交換數據。DDE和剪貼板同樣既支持標準數據格式(如文本、位圖等)，又能夠支持本身定義的數據格式。但它們的數據傳輸機制卻不一樣，一個明顯區別是剪貼板操做幾乎老是用做對用戶指定操做的一次性應答，如從菜單中選擇Paste命令。儘管DDE也能夠由用戶啓動，但它繼續發揮做用通常沒必要用戶進一步干預。能夠發生在單機或網絡中不一樣計算機的應用程序之間。

　　郵件槽(Mailslot)：提供進程間單向通訊能力，任何進程都能創建郵件槽成爲郵件槽服務器。其它進程稱爲郵件槽客戶，能夠經過郵件槽的名字給郵件槽服務器進程發送消息。進來的消息一直放在郵件槽中，直到服務器進程讀取它爲止。一個進程既能夠是郵件槽服務器也能夠是郵件槽客戶，所以可創建多個郵件槽實現進程間的雙向通訊。

　　管道( pipe )：同上linux系統 & 命名管道

　　套接字（Sockets ）：同上linux系統

3.死鎖

　　死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執行過程當中，因爭奪資源而形成的一種互相等待的僵局，若無外力做用，它們都將沒法推動下去。

　　產生死鎖的四個必要條件：

　　1.互斥條件：一段時間內某資源只由一個進程佔有。

　　2.請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已得到的資源保持不放。

　　3.不剝奪條件:進程已得到資源，在末使用完以前，不能強行剝奪。

　　4.循環等待條件:若干進程之間造成一種頭尾相接的循環等待資源關係。

　　預防死鎖：須要打破必要條件的2，3，4中之一，因爲施加的限制條件較嚴格，可能致使系統資源利用率和系統吞吐量下降。

　　避免死鎖：施加的限制條件較弱，使系統一直處於安全狀態。好比銀行家算法。

　　檢測死鎖：資源分配圖、死鎖定理。

　　解除死鎖：剝奪起源、撤銷進程。

4.windows下什麼線程優先級最高

　　SetThreadPriority 設置指定線程的優先級：

　　BOOL SetThreadPriority(HANDLE hThread, int nPriority);

　　參數說明：

　　hThread 要設置的線程句柄

　　nPriority 優先級別參數可設置爲一下參數

　　THREAD_PRIORITY_ABOVE_NORMAL 比通常優先級高一個等級

　　THREAD_PRIORITY_BELOW_NORMAL 比通常低一個等級

　　THREAD_PRIORITY_HIGHEST 比通常高2個等級（最高）

　　THREAD_PRIORITY_IDLE 空閒

　　THREAD_PRIORITY_LOWEST 比通常低2個等級（最低）

　　THREAD_PRIORITY_NORMAL 通常等級

　　THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL 實時

5.linux下fork函數

　　在fork()的調用處，建立一個子進程，並將整個父進程空間會原模原樣地複製到子進程中，包括指令，變量值，程序調用棧，環境變量，緩衝區等。fork調用僅僅被調用一次，卻可以返回兩次，它可能有三種不一樣的返回值：

　　（1）在父進程中，fork返回新建立子進程的進程ID；

　　（2）在子進程中，fork返回0；

　　（3）若是出現錯誤，fork返回一個負值；

　　在fork函數執行完畢後，若是建立新進程成功，則出現兩個進程，一個是子進程，一個是父進程。在子進程中，fork函數返回0，在父進程中，fork返回新建立子進程的進程ID。咱們能夠經過fork返回的值來判斷當前進程是子進程仍是父進程。

　　fork出錯可能有兩種緣由：

　　1）當前的進程數已經達到了系統規定的上限，這時errno的值被設置爲EAGAIN。

　　2）系統內存不足，這時errno的值被設置爲ENOMEM。

　　建立新進程成功後，系統中出現兩個基本徹底相同的進程，這兩個進程執行沒有固定的前後順序，哪一個進程先執行要看系統的進程調度策略。

 1 #include <unistd.h>
 2 #include <stdio.h>
 3 int main()  4 {  5    int i=0;  6    for(i=0;i<3;i++) {  7        pid_t fpid = fork();  8        if(fpid==0)  9           printf("son\n"); 10        else
11           printf("father\n"); 12  } 13    return 0; 14 }