校招必备的操作系统知识（二）

1 什么是虚拟内存

 虚拟内存是用于当做内存来弥补计算机RAM空间缺乏的硬盘空间。当实际RAM满时（实际上，在RAM满之前），虚拟内存就在硬盘上创建了。当物理内存用完后，虚拟内存管理器选择最近没有用过的，低优先级的内存部分写到交换文件上。这个过程对应用是隐藏的，应用把虚拟内存和实际内存看作是一样的.

2.IO

 IO (Input/Output，输入/输出)即数据的读取（接收）或写入（发送）操作，通常用户进程中的一个完整IO分为两阶段：用户进程空间<-->内核空间、内核空间<-->设备空间（磁盘、网络等）。IO有内存IO、网络IO和磁盘IO三种，通常我们说的IO指的是后两者。

 

阻塞IO调用 ：在用户进程（线程）中调用执行的时候，进程会等待该IO操作，而使得其他操作无法执行。

非阻塞IO调用：在用户进程中调用执行的时候，无论成功与否，该IO操作会立即返回，之后进程可以进行其他操作（当然如果是读取到数据，一般就接着进行数据处理）。

 

 

 

同步IO：用户进程发出IO调用，去获取IO设备数据，双方的数据要经过内核缓冲区同步，完全准备好后，再复制返回到用户进程。而复制返回到用户进程会导致请求进程阻塞，直到I/O操作完成。

异步IO：用户进程发出IO调用，去获取IO设备数据，并不需要同步，内核直接复制到进程，整个过程不导致请求进程阻塞。

3.父子进程关心

1）父进程先于子进程终止
当父进程先退出时，系统会让init进程接管子进程，该子线程成为了孤儿进程。
2）子进程先于父进程终止
分为2种情况：
a）正常情况：父进程调用了wait函数 （ waitpid函数），此时父进程会等待子进程结束。
 b）父进程又没有调用wait函数 （ waitpid函数），此种情况子进程进入僵死状态即僵尸进程，并且会一直保持下去直到系统重启。子进程处于僵死状态时，内核只保存进程的一些必要信息以备父进程所需。此时子进程始终占有着资源，同时也减少了系统可以创建的最大进程数。

僵死状态：一个已经终止、但是其父进程尚未对其进行善后处理(获取终止子进程的有关信息，释放它仍占有的资源)的进程被称为僵死进程(zombie)。ps命令将僵死进程的状态打印为Z 。

wait函数:进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。

 

 

4. 读写锁讲一下，说一下应用场景

互斥锁：mutex，用于保证在任何时刻，都只能有一个线程访问该对象。

 

读写锁：rwlock，区分读和写，处于读操作时，可以允许多个线程同时获得读操作。但是同一时刻只能有一个线程可以获得写锁。

 

注意：写锁会阻塞其它读写锁。当有一个线程获得写锁在写时，读锁也不能被其它线程获取；写优先于读，

信号量是用于线程间同步的，而互斥锁是用于线程的互斥的

 

应用场景：

以队列操作为例：

线程A对队列负责将数据写入队列。须采取“互斥锁”或“读写锁的写锁”

线程B队列负责从队列读出数据。须采取“互斥锁”或“读写锁的写锁”，读队列操作，不可采取“读写锁的读锁”，因为从队列读出数据时，需要更改队列本身的下标索引，如果多个线程同时操作该队列的话，就会导致队列下标索引混乱。

但是对队列的查询操作则最好采取“读写锁的读锁”来提高效率。