操作系统面试题

1.进程线程协程

1.进程是程序的一次执行，是资源分配的基本单位。一个进程可以拥有多个线程。每个进程间往往是独立的。从Java内存区域来讲...
2.线程是CPU调度的基本单位，可以有多个协程。线程间往往会相互影响。线程开销小。线程依赖于进程而存在，一个进程至少有一个线程；进程有自己的独立地址空间，线程共享所属进程的地址空间；
3.协程
在一个子程序中断，之后执行其他函数，但不是函数调用。下面中的输出结果就是执行了函数A后可能随机执行B，又可能随时执行A。每个协程有独立的栈，而栈既保留了变量的值，也保留了函数的调用关系、参数和返回值。
优势：

没有线程切换的开销
只有一个线程，因此操作共享资源不需要加锁

def A():
    print '1'
    print '2'
    print '3'

def B():
    print 'x'
    print 'y'
    print 'z'
//可能的输出
1
2
x
y
3
z

2.进程通信方式

1.匿名管道（父子进程或兄弟进程）

特点：

半双工（数据只能由一端流向另外一端，通信需要两个管道）
有亲缘关系的进程
写的一端写到尾部，读的一段从头部读
没有格式的字节流，双方要知道每次读写多少字节
只存在内存中的文件

2.管道

读写类似匿名管道，只是可以扩展到任意进程
以读的方式打开管道前，必须有另外一个进程以写的方式打开管道，否则会阻塞。
存在磁盘上

3.信号

信号可以在任何时候发给某一进程，而无需知道该进程的状态。
如果接受信号的进程未处于Running，则由内核保存起来，等进程恢复执行时再传递给它
信号可以再用户进程和内核交互
来源由ctrl+c kill命令等

4.消息队列

存在于内核中的消息链表
某个进程往一个队列写入消息之前，并不需要另外某个进程在该队列上等待消息的到达。

5.共享内存

进程共享的一块内存区域

6.信号量

7.套接字

3.线程通信方式

volatile
synchronized+wait/notify
yield()
Condition
join
CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore

4.虚拟内存

使得可以用户多于物理地址大小的内存空间
使得应用程序认为自己有连续的可用内存

5.从硬盘加载到内存的过程

6.页面置换算法

FIFO
LRU
LFU

淘汰用的最少的

7.分页分段

5.进程调度算法

抢占式指的是当前有进程正在进行，此时新来一个高优先级的进程，此时就切换到该进程执行。下面的3，4，6支持抢占
1.先来先服务

选择就绪队列中等待时间最长的进程
2.短作业优先
下一次执行耗时最短的作业
3.时间片轮转法
分配一个时间片，就绪队列中每个进程都执行这么长的时间。如果用不了这么长时间就执行完了，就会调度下一个进程。
4.最短剩余时间优先
每次选剩余执行时间最少的进程执行，如果突然来了一个更小的，则抢占。
5.最高响应比优先
相应比 = （已经等待的时间 + 进程执行要花的时间）/ 进程执行要花的时间
6.多级反馈队列
设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级。在优先权越高的队列中，为每个进程所规定的执行时间片就越小。
当一个新进程进入内存后，首先放入第一队列的末尾，按照先来先去原则排队等候调度。如果他能在一个时间片中完成，便可撤离；如果未完成，就转入第二队列的末尾，同样等待调度.....如此下去，当一个长作业（进程）从第一队列依次将到第n队列（最后队列）后，便按第n队列时间片轮转运行。
仅当第一队列空闲的时候，调度程序才调度第二队列中的进程运行；仅当第1到（i-1）队列空时，才会调度第i队列中的进程运行，并执行相应的时间片轮转。
如果处理机正在处理第i队列中某进程，又有新进程进入优先权较高的队列，则此新队列抢占正在运行的处理机，并把正在运行的进程放在第i队列的队尾。

12.虚拟地址空间

c语言中的地址

6.为什么要有协程

每个协程有独立的栈，而栈既保留了变量的值，也保留了函数的调用关系、参数和返回值在64位linux中，线程的栈有 8MB，而协程栈的大小通常只有几十 KB。

节省CPU。当线程时间片用完或调用了阻塞的函数后会进行线程上下文的切换，造成CPU资源的浪费。协程是用户态的线程，用户可以自行控制协程的创建于销毁，极大程度避免了系统级线程上下文切换造成的资源浪费。
节省内存。在 64 位的 Linux 中，一个线程需要分配 8MB 栈内存和 64MB 堆内存，系统内存的制约导致我们无法开启更多线程实现高并发。而在协程编程模式下，可以轻松有十几万协程，这是线程无法比拟的
开发效率，使用协程在开发程序之中，可以很方便的将一些耗时的 IO 操作异步化，例如写文件、耗时 IO 请求等。