【嵌入式面试】2022年嵌入式经典面试题汇总（系统编程）
作者：不想脱发的基兄
专栏：《嵌入式面试》
格言：不要老叹息过去，它是不再回来的；要明智地改善现在。要以不忧不惧的坚决意志投入扑朔迷离的未来。
前言
2022年秋招我面试嵌入式MCU开发方向，经过了多场的笔试与面试，在准备的过程中看了非常多的资料，我的汇总的笔记一直写在有道云笔记中，没有分享出来。现在已经到了23年春招了，特此整理后分享出来。资料看过了觉得不错就保存下来了，如果有不对的地方，欢迎批评指正，侵权联删！
1、线程之间的通信有哪些方式？
（1）volatile修饰的全局变量
Linux系统中的线程间通信方式主要以下几种:
（2）信号量（有名和无名信号量，执行PV操作）
（3）互斥锁（锁机制）
（4）读写锁（锁机制）
（5）条件变量（锁机制，互斥锁的一个加强）
2、线程的安全机制有哪些？
信号量、互斥锁、读写锁、条件变量
（1）信号量：P/V操作，只要信号量大于0就可以P（需要同步的时候）
（2）互斥锁：互斥操作，使用不当容易死锁（临界资源保护一般考虑）
（3）读写锁：使用基本和互斥锁一样，区别是上锁的时候两种方式（临界资源的读操作比较多）
（4）条件变量：对互斥锁的一个加强，，他必须跟互斥锁一起配合使用。当某个条件产生的时候才能做某件事情（不是所有情况下，线程都能通过上互斥锁访问临界资源，而是有一定要求的时候。）
3、进程之间的有哪些方式？
无名管道、有名管道（FIFO）、高级管道、信号量、信号、消息队列、共享内存、网络套接字。
（1）无名管道( pipe )： 管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
（2）高级管道（popen）： 将另一个程序当做一个新的进程在当前程序进程中启动，则它算是当前程序的子进程，这种方式我们成为高级管道方式。
（3）有名管道（named pipe）： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
（4）消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
（5）信号量( semophore ) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
（6）信号 ( sinal ) ： 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。
（7）共享内存( shared memory ) ： 共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
（8）套接字( socket ) ： 套解字也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程通信。
4、进程运行的7种状态是什么？
执行态、就绪态、浅睡眠态、深睡眠态、停止态、僵尸态、死亡态
（1）执行态（RUNNING）：进程正在占有CPU。
（2）就绪态（RUNNING）: 进程处于等待队列中等待调度。
（3）浅睡眠（INTERRUPTABLE）:此时进程在等待一个事件的发生或某种系统资源，可响应信号。
（4）深睡眠（UNINTERRUPTABLE）:此时进程在等待一个事件的发生或某种系统资源，无法响应信号。
（5）停止态（STOPPED）：此时进程被暂停。
（6）僵尸态（ZOMBIE）：此时进程不能被调度，但是PCB未被释放。
（7）死亡态（DEAD）：是一个已终止的进程，且PCB将会被释放。
5、什么是可重入函数？
当不同线程对同一函数访问的时候，返回结果一致，就是可重入函数。否则就是不可重入函数。
6、多条线程同时调用不可重入函数结果不一致的原因？
（1）因为函数内部使用了共享资源，比如全局变量、环境变量。
（2）因为函数内部调用了其他不可重入函数。
（3）因为函数执行结果与某硬件设备相关。
7、线程安全的可重入函数需要遵循的原则？
（1）不使用任何静态数据，只使用局部变量或者堆内存。
（2）不调用任何非线程安全的不可重入函数。
8、什么是线程池？
线程池是一种多线程的处理形式，处理过程中将任务添加到队列中，然后再创建线程后自动启动这些任务。
9、进程和线程的区别是什么？
（1）进程是系统中资源分配的基本单位，线程是系统任务调度的基本单位。
（2）进程是具有一定独立功能的程序、它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，重点在系统调度和单独的单位，也就是说进程是可以独立运行的一段程序。
（3）线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，他是比进程更小的能独立运行的基本单位，线程自己基本上不拥有系统资源。在运行时，只是暂用一些计数器、寄存器和栈。
10、进程函数fork和vfork的区别？
（1）fork()：
1）父子进程的执行次序不确定。
2）子进程拷贝父进程的地址空间，子进程是父进程的一个复制品。
（2）vfork()函数：
1）保证子进程先运行,在它调用 exec（进程替换） 或 exit（退出进程）之后父进程才可能被调度运行。
2）子进程共享父进程的地址空间（准确来说，在调用 exec（进程替换） 或 exit（退出进程） 之前与父进程数据是共享的）。
11、进程函数vfork()的功能是什么？
vfork()函数和fork()函数一样都是在已有的进程中创建一个新的进程，但它们创建的子进程是有区别的。
12、为什么进程的进程号PID和父进程号PPID在进程执行期间可能会发生改变？
如果进程运行时，父进程先去世，则子进程的父进程会变成祖进程，从而导致PID和PPID可能会改变。
13、无名管道和有名管道
13.1 无名管道和有名管道的联系
（1）通信数据只存在于内存缓冲页面中；
（2）都是半双工通信。
13.2 无名管道和有名管道的区别
| 区别 | 无名管道 | 有名管道 |
|---|---|---|
| 名字 | 无名 | 有名 |
| 进程通信 | 父子进程或兄弟进程之间（亲缘进程）的通信 | 任意两进程之间通信 |
| 存储 | 有形，inode （索引）结点在磁盘上 | 无形，节点不是在磁盘上存储的，而是临时生成的 |
14、多线程操作时，主函数默认打印的是哪里的错误码？
默认主函数打印的是主线程的错误码。
15、多线程的错误码是私有还是公有？
每一个线程的错误码私有。
16、wait()函数的作用？
wait函数用于等待子进程结束，回收并释放子进程资源。
17、pthread_join()函数的作用是什么？
（1）用于等待其他线程结束：当调用 pthread_join() 时，当前线程会处于阻塞状态，直到被调用的线程结束后，当前线程才会重新开始执行。
（2）对线程的资源进行回收：如果一个线程是非分离的（默认情况下创建的线程都是非分离）并且没有对该线程使用 pthread_join() 的话，该线程结束后并不会释放其内存空间，这会导致该线程变成了“僵尸线程”。
18、什么是死锁？
死锁，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。
19、死锁产生的4个必要条件？
19.1 产生死锁的必要条件
（1）互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排它性控制，即在一段时间内某资源仅为一进程所占用。
（2）请求和保持条件：当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未使用完之前，不能剥夺，只能在使用完时由自己释放。
（4）环路等待条件：在发生死锁时，必然存在一个进程–资源的环形链。
19.2 预防死锁说明
| 条件 | 说明 |
|---|---|
| 破坏请求条件 | 资源一次性分配：一次性分配所有资源，这样就不会再有请求了 |
| 破坏请保持条件 | 只要有一个资源得不到分配，也不给这个进程分配其他的资源 |
| 破坏不可剥夺条件 | 可剥夺资源：即当某进程获得了部分资源，但得不到其它资源，则释放已占有的资源 |
| 破坏环路等待条件 | 资源有序分配法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反 |
参考链接
死锁产生的4个必要条件？
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