操作系统高频面试题

进程与线程的区别和联系


一个进程可以创建多少线程,和什么有关?

windows32位下,在x86平台32位系统,系统占用2GB地址空间,用户方式2GB。

默认情况下,一个线程的栈要预留1M的内存空间而一个进程中可用的内存空间只有2G,所以理论上一个进程中最多可以开2048个线程


一个程序从开始运行到结束的完整过程(四个过程)

预处理、编译、汇编、链接。


进程通信方法(Linux和windows下),线程通信方法(Linux和windows下)

文件读写使用的系统调用


怎么回收线程

1.子线程使用return退出,主线程中使用pthread_join回收线程。

2.子线程使用pthread_exit退出,主线程中使用pthread_join接收pthread_exit的返回值,并回收线程。

3.主线程中调用pthread_cancel,然后调用pthread_join回收线程。


守护进程、僵尸进程和孤儿进程

处理僵尸进程的两种经典方法


进程终止的几种方式

q  正常退出

q  从main函数返回

q  调用exit

q  调用_exit

q  异常退出

q  调用abort   产生SIGABOUT信号

q  由信号终止 ctrl+c SIGINT


linux中异常和中断的区别

(1).中断是异步的,异常是同步的。

        中断一般是外设发出的,异常一般是cpu主动发起的。

(2).异常可睡眠,中断不可睡眠

(3).中断恢复的时候执行中断的下一条指令,异常恢复时再次执行触发异常的指令。


一般情况下在Linux/windows平台下栈空间的大小

五种IO模型

守护进程

程序从堆中动态分配内存时,虚拟内存上怎么操作的

交换空间与虚拟内存的关系

堆和栈的区别;从堆和栈上建立对象哪个快?(考察堆和栈的分配效率比较)

内存泄漏和内存溢出

常见内存分配方式和错误


堆内存和栈内存的区别

栈内存:由程序自动向操作系统申请分配以及回收,速度快,使用方便,但程序员无法控制。若分配失败,则提示栈溢出错误。

堆内存:程序员向操作系统申请一块内存,当系统收到程序的申请时,会遍历一个记录空闲内存地址的链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。分配的速度较慢,地址不连续,容易碎片化。此外,由程序员申请,同时也必须由程序员负责销毁,否则则导致内存泄露


可重入函数和可重入内核

操作系统动态内存分配的几种策略


内部碎片和外部碎片?

内存碎片分为:内部碎片和外部碎片

【内部碎片】

内部碎片就是已经被分配出去(能明确指出属于哪个进程)却不能被利用的内存空间;

内部碎片是处于(操作系统分配的用于装载某一进程的内存)区域内部或页面内部的存储块。占有这些区域或页面的进程并不使用这个存储块。而在进程占有这块存储块时,系统无法利用它。直到进程释放它,或进程结束时,系统才有可能利用这个存储块。

单道连续分配只有内部碎片。多道固定连续分配既有内部碎片,又有外部碎片。

【外部碎片】

外部碎片指的是还没有被分配出去(不属于任何进程),但由于太小了无法分配给申请内存空间的新进程的内存空闲区域。

外部碎片是处于任何两个已分配区域或页面之间的空闲存储块。这些存储块的总和可以满足当前申请的长度要求,但是由于它们的地址不连续或其他原因,使得系统无法满足当前申请。

产生外部碎片的一种情况:

举个例子,在内存上,分配三个操作系统分配的用于装载进程的内存区域A、B和C。假设,三个内存区域都是相连的。故而三个内存区域不会产生外部碎片。现在假设B对应的进程执行完毕了操作系统随即收回了B,这个时候A和C中间就有一块空闲区域了。

多道可变连续分配只有外部碎片。

总之,在内存上,外部碎片是位于任何两个操作系统分配的用于装载进程的内存区域或页面之间的空闲区域,内部碎片是位于一个操作系统分配的用于装载进程的内存区域或页面内部的空闲区域。


系统调用进入内核态的过程?

用户程序执行到调用系统调用处引发一个异常,这个异常就是触发int&0x80指令

int&0x80会导致系统切换到内核态,并执行第128号异常(中断)处理程序

而第128号异常处理程序就是用来执行系统调用的,其实现是调用system_call()来执行具体的系统调用,这里可能会疑惑,system_call()如何知道该执行哪一个系统调用,这是系统调用号就起作用了,用户程序会将所调用的系统调用号告知内核,内核根据系统调用号来确定执行哪一个系统调用


内核态和用户态的区别

常见的进程调度算法以及linux的进程调度

中断、陷阱、故障和终止

进程通信方法

同步进程通信:管道、FIFO(命名管道)、消息队列、共享内存、信号量(用于进程同步)、socket套接字

异步进程通信:信号

线程互斥和同步的方法

互斥:互斥量、读写锁、自旋锁

同步:轮询结合互斥量、条件变量、信号量、屏障

内存对齐的规则和作用

页面置换算法

最佳

最近最久未使用(LRU)

最近未使用(NRU)

先进先出(FIFO)

第二次机会算法

时钟算法

实现一个LRU页置换算法(或者FIFO置换算法)

死锁的必要条件(怎么检测死锁,解决死锁问题),银行家算法(死锁避免)

哲学家就餐,读者写者,生产者消费者(怎么加锁解锁,伪代码)

海量数据的bitmap使用原理

布隆过滤器原理与优点

布隆过滤器处理大规模问题时的持久化,包括内存大小受限、磁盘换入换出问题

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