计算机操作系统——面试问题集锦

目录

问题1：进程和线程以及它们的区别？

问题2：什么是死锁？死锁产生的条件（原因）？

问题3：进程有哪几种状态？

问题4：进程间的通信的几种方式？

问题5：线程同步方式？

问题六：内存中的进程结构？

问题七：大端序和小端序？

问题八：编译流程？

问题九：堆和栈的区别？

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问题1：进程和线程以及它们的区别？

• 进程是对运行时程序的封装，是系统进行资源调度和分配的的基本单位，实现了操作系统的并发；
• 线程是进程的子任务，是CPU调度和分派的基本单位，用于保证程序的 实时性，实现进程内部的并发；
• 一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程，线程依赖于进程而存在；
• 进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享进程的内存。 

 

问题2：什么是死锁？死锁产生的条件（原因）？

1). 死锁的概念

• 在两个或者多个并发进程中，如果每个进程持有某种资源而又等待其它进程释放它或它们现在保持着的资源，在未改变这种状态之前都不能向前推进，称这一组进程产生了死锁。通俗的讲，就是两个或多个进程无限期的阻塞、相互等待的一种状态。

2). 死锁产生的四个必要条件

1. 互斥：至少有一个资源必须属于非共享模式，即一次只能被一个进程使用；若其他申请使用该资源，那么申请进程必须等到该资源被释放为止；
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. 不剥夺条件：进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
4. 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

3). 死锁的处理基本策略和常用方法

• 解决死锁的基本方法主要有 预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁 、鸵鸟策略 等

 

问题3：进程有哪几种状态？

• 就绪状态：进程已获得除处理机以外的所需资源，等待分配处理机资源；

• 运行状态：占用处理机资源运行，处于此状态的进程数小于等于CPU数；

• 阻塞状态： 进程等待某种条件，在条件满足之前无法执行；

 

问题4：进程间的通信的几种方式？

1. 管道（pipe）及命名管道（named pipe）：管道可用于具有亲缘关系的父子进程间的通信，有名管道除了具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信；
2. 信号（signal）：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生；
3. 消息队列：消息队列是消息的链接表，它克服了上两种通信方式中信号量有限的缺点，具有写权限得进程可以按照一定得规则向消息队列中添加新信息；对消息队列有读权限得进程则可以从消息队列中读取信息；
4. 共享内存：可以说这是最有用的进程间通信方式。它使得多个进程可以访问同一块内存空间，不同进程可以及时看到对方进程中对共享内存中数据得更新。这种方式需要依靠某种同步操作，如互斥锁和信号量等；
5. 信号量：主要作为进程之间及同一种进程的不同线程之间得同步和互斥手段；
6. 套接字：这是一种更为一般得进程间通信机制，它可用于网络中不同机器之间的进程间通信，应用非常广泛。
    

 

问题5：线程同步方式？

1. 互斥量 Synchronized/Lock：采用互斥对象机制，只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限。因为互斥对象只有一个，所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问
2. 信号量 Semphare：它允许同一时刻多个线程访问同一资源，但是需要控制同一时刻访问此资源的最大线程数量
3. 事件(信号)，Wait/Notify：通过通知操作的方式来保持多线程同步，还可以方便的实现多线程优先级的比较操作

 

问题六：内存中的进程结构？

自上而下： 栈 –> <– 堆 数据 文本

• 栈：函数参数、返回地址、局部变量（运行入口知道大小）
• 堆：运行期间动态分配的内存空间（运行的时候才知道大小）
• 数据段：全局变量、静态变量、常量（编译后知道大小）（未初始化的在一个区域(.bss)，初始化的在相邻区域(.data)）
• 全局变量：定义在函数外面，其他文件也能使用（external linkage）
• 静态变量：static 关键字修饰的变量： 

1.  函数外定义：全局变量，只在当前文件中可见（ internal linkage） 
2.  函数内定义：全局变量，只在此函数内可见 
3. （C++）类中定义：全局变量，只在此类中可见

• 文本段：程序的二进制代码段

 

问题七：大端序和小端序？

小端字节序：低字节存于内存低地址；高字节存于内存高地址;

大端字节序：高字节存于内存低地址；低字节存于内存高地址;

常见CPU的字节序

大端字节序 : PowerPC、IBM、Sun
小端字节序 : x86、DEC
ARM既可以工作在大端模式，也可以工作在小端模式。

 

问题八：编译流程？

预处理、编译、汇编、链接

 

问题九：堆和栈的区别？

1.堆栈空间分配

栈（操作系统）：由操作系统自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

堆（操作系统）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表

2.堆栈缓存方式

栈使用的是一级缓存， 他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放。

堆则是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

3.堆栈数据结构区别

堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序。

栈（数据结构）：一种先进后出的数据结构。