操作系统面试真题总结(三)

文章收录在网站:http://hardyfish.top/

文章收录在网站:http://hardyfish.top/

文章收录在网站:http://hardyfish.top/

文章收录在网站:http://hardyfish.top/

操作系统面试真题总结(三)_第1张图片

什么是进程?

在操作系统中,进程是指正在执行的程序实例。

它是计算机系统中的基本执行单位,拥有独立的内存空间和系统资源。

  • 每个进程都有自己的指令序列、数据和执行环境。

进程的创建是通过操作系统调度和管理的,当一个程序被执行时,操作系统会为其创建一个独立的进程。

  • 每个进程都有一个唯一的进程标识符(PID),用于在系统中标识和管理进程。

进程的主要特征包括:

  • 独立性:
    • 每个进程都有独立的内存空间和系统资源,不会受其他进程的影响。
  • 执行状态:
    • 进程可以处于运行、就绪、阻塞等不同的执行状态,根据进程调度算法决定执行顺序。
  • 上下文切换:
    • 由于操作系统需要在不同进程之间进行切换,进程可以通过上下文切换保存和恢复自己的执行环境。
  • 通信与同步:
    • 进程可以通过进程间通信机制实现信息的交换和共享资源,也可以通过同步机制实现协调和合作。

进程有哪些常见状态?

进程可以处于以下五种状态:

运行状态(Running):

  • 正在CPU上执行指令的进程处于运行状态。

等待状态(Waiting):

  • 也称作阻塞状态。
    • 当进程需要某些资源以继续运行(例如,等待用户输入或等待文件读取)时,它将转入等待状态。
      • 直到所需资源可用时,才会被重新放入可运行队列。

就绪状态(Ready):

  • 当进程已经准备好在CPU上运行,但由于其他进程正在CPU上运行,而暂时无法运行,此时就处于就绪状态。
    • 就绪状态的进程会被放在一个队列中,等待CPU资源。

创建状态(New):

  • 当进程刚被创建但还未被调度到运行时,它处于创建状态。

终止状态(Terminated):

  • 一个进程完成了它的全部工作,或者被其他进程杀死,或者出现异常终止时,它就处于终止状态。
    • 此时,操作系统将回收进程占用的资源并销毁该进程。

这些状态之间的转变会根据CPU调度,资源申请等情况来进行。

什么是僵尸进程?

僵尸进程(Zombie Process)指的是一个已经结束执行的子进程

  • 但其父进程尚未调用wait()waitpid()函数来获取子进程的终止状态信息。
    • 在这种情况下,子进程的进程控制块(PCB)仍然存在系统中,但没有正常退出,因此处于僵尸状态。

僵尸进程的主要原因是进程在结束执行后,父进程并没有及时处理子进程的终止状态信息。

通常,父进程会通过调用wait()waitpid()函数来等待子进程的退出,并获取其终止状态。

  • 若父进程没有这样做,子进程就会成为僵尸进程。

僵尸进程不会占用系统资源(如CPU、内存等)

  • 它们只占用一个进程ID(PID)和一些系统资源(如进程表项、部分内存等)。

  • 但如果系统中存在大量僵尸进程,可能会耗尽可用的资源。

虽然僵尸进程本身无害,但过多的僵尸进程可能是不可取的。

  • 为了避免僵尸进程的积累,父进程应适时调用wait()waitpid()来获取终止状态信息
    • 并通过kill()或终止自身来回收僵尸进程。
    • 在某些情况下,可以使用信号处理程序,如SIGCHLD信号来自动处理子进程的退出状态。

总之,僵尸进程是指在父进程没有及时回收子进程终止状态时,子进程成为已经结束但仍占用系统资源的状态。

  • 及时处理子进程的终止状态,是保持系统健康运行的重要措施。

如何僵尸进程太多,会出现什么问题?

当系统中存在太多的僵尸进程时,可能会导致以下问题:

资源浪费:

  • 僵尸进程会占用系统的一些资源(如PID、内存等)
  • 当僵尸进程过多时,会导致系统的资源浪费,降低系统的运行效率。

进程管理困难:

  • 僵尸进程会使得进程管理变得复杂。
    • 在进程终止后,其父进程需要调用wait()函数或者相关的系统调用来回收其资源
    • 如果父进程没有正确处理僵尸进程,会导致僵尸进程无法完全终止并释放资源。

进程满载:

  • 在某些情况下,如果系统产生大量的僵尸进程,可能会导致系统的进程表被填满,无法再创建新的进程来运行其他任务。

内存泄漏:

  • 僵尸进程的资源无法被回收释放,可能会导致内存泄漏问题,最终导致系统的性能降低或崩溃。

因此,及时处理僵尸进程是非常重要的,可以采取合适的方法来清理僵尸进程

  • 如使用适当的系统调用来回收资源,或者通过编写合适的代码来处理僵尸进程。

如何处理过多的僵尸进程?

处理过多僵尸进程的几种方法:

修复父进程:

  • 确保父进程正确处理子进程的终止状态,使用wait()waitpid()等系统调用来回收僵尸进程的资源。
    • 父进程在fork子进程后,应该在适当的时候使用这些系统调用来检查子进程的终止状态,并进行处理。

手动杀死僵尸进程:

  • 可以使用kill命令结合僵尸进程的PID来手动杀死僵尸进程。
  • 使用命令ps aux | grep Z来查找僵尸进程的PID,然后使用kill PID命令来杀死该进程。
  • 但这只是临时性的处理方式,仍然需要修复父进程来避免僵尸进程的产生。

编写垃圾回收程序:

  • 可以编写一个定期运行的垃圾回收程序来扫描系统中的僵尸进程,并回收它们的资源。
    • 这个程序可以使用系统调用waitpid()来检查并回收僵尸进程的资源。

修改子进程创建方式:

  • 通过修改子进程的创建方式,可以避免产生僵尸进程。
    • 例如,使用fork()后紧接着调用exec()_exit()来替换原始的进程映像
      • 并在父进程中忽略SIGCHLD信号,这样子进程终止时不会成为僵尸进程。

调整系统资源限制:

  • 适当调整系统的资源限制,如进程表大小、最大进程数等限制,以防止系统中过多的僵尸进程积累。

不同的方法可以根据实际情况进行选择和组合,以有效地处理过多的僵尸进程。

你可能感兴趣的:(面试,职场和发展)