17. Interview-Linux

1 用过哪些Linux命令？

2 写过shell脚本吗？shell脚本基本格式？

3 Linux I/O读写方式

Linux提供了3种磁盘与主存之间数据传输方式：

• 轮询
  • 基于死循环对I/O端口不断检测
• I/O中断
  • 当有数据到达时，磁盘主动向CPU发起I/O中断请求，由CPU负责数据的传输过程
• DMA传输
  • 在I/O中断基础上引入了DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问技术)，由DMA负责数据的传输，减少I/O中断操作对CPU的资源消耗

传统I/O

I/O中断

DMA传输

4 Linux select&poll&epoll

• select(1983年在BSD里实现)

  • 时间复杂度O(n)
  • 会修改传入的参数
  • 轮询sock查找数据，数据量大开销很大
  • 线程非安全
  • 只能监视1024个连接

• poll(1997年实现)

  • 时间复杂度O(n)
  • 线程非安全

• epoll(2002年实现，Linux系统是epoll，FreeBSD和macosx用的是kqueue)

  • 时间复杂度O(1)
  • 不用轮询sock查找数据就能知道哪个sock有数据
  • 线程安全
  • select函数是阻塞的，可以注册自己感兴趣的IO请求，等到数据来时再处理，可以提高CPU利用率，epoll利用Reactor设计模式实现了这一机制。
  • 只支持Linux系统

表面上看epoll的性能最好，但是在连接数少并且连接都十分活跃的情况下，select和poll的性能可能比epoll好，毕竟epoll的通知机制需要很多函数回调。

epoll数据结构(红黑树+双链表+回调机制)

epoll数据结构

第一步：epoll_create()系统调用。此调用返回一个句柄，之后所有的使用都依靠这个句柄来标识。

第二步：epoll_ctl()系统调用。通过此调用向epoll对象中添加、删除、修改感兴趣的事件，返回0标识成功，返回-1表示失败。

第三部：epoll_wait()系统调用。通过此调用收集收集在epoll监控中已经发生的事件。

5 Linux sendfile(零拷贝)

传统的IO传输方式(read/write)

read(file, tmp_buf, len);
write(socket, tmp_buf, len);

目标数据被复制了4次，涉及四次内核态和用户态的上下文切换：硬盘—>内核buf—>用户buf—>socket相关缓冲区—>协议引擎

senfile传输

sendfile(socket, file, len);

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