关于操作系统方面的几个问题

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操作系统的几个问题

1、进程和线程的区别？
解析：

（1）进程是资源分配和调度的一个独立单元，而线程是CPU调度的基本单元；
（2）同一个进程中可以包括多个线程，并且线程共享整个进程的资源（寄存器、堆栈、上下文），一个进程至少包括一个线程；
（3）进程的创建调用fork或者vfork，而线程的创建调用pthread_create，进程结束后它拥有的所有线程都将销毁，而线程的结束不会影响同个进程中的其他线程的结束；
（4）线程是轻量级的进程，它的创建和销毁所需要的时间比进程小很多，所有操作系统中的执行功能都是创建线程去完成的；
（5）线程在执行时一般都要进行同步和互斥，因为他们共享同一进程的所有资源；
（6）线程有自己的私有属性TCB，线程id，寄存器、硬件上下文，而进程也有自己的私有属性进程控制块PCB，这些私有属性是不被共享的，是用来标识一个进程或一个线程的标志。
2、死锁？死锁产生的原因？死锁的必要条件？怎么处理死锁？
解析：

死锁：死锁是相互等待资源而产生的一种僵持状态，如果没有外力的干预将一直持续这个状态；
死锁产生的原因：系统资源不足、相互竞争资源、请求资源顺序不当；
死锁的必要条件：互斥、不可抢占、循环等待、请求与保持；
处理死锁：因为互斥是不可改变的，所以只能破坏其他三个条件中的一个来解除死锁，方法：剥夺资源、杀死其中一个线程。
3、Windows内存管理方式有哪些？
解析：段存储、页存储、段页存储。
4、进程的几种状态？
解析：

（1）run（运行状态）：正在运行的进程或在等待队列中等待的进程，等待的进程只要得到cpu就可以运行；
（2）Sleep（可中断休眠状态）：相当于阻塞或在等待的状态；
（3）D（不可中断休眠状态）：在磁盘上的进程；
（4）T（停止状态）：这种状态无法直观的看见，因为是进程停止后就释放了资源，所以不会留在linux中；
（5）Z（僵尸状态）：子进程先与父进程结束，但父进程没有调用wait或waitpid来回收子进程的资源，所以子进程就成了僵尸进程，如果父进程结束后仍然没有回收子进程的资源，那么1号进程将回收。
5、IPC通信方式？
解析：

（1）管道（匿名管道（pipe亲缘关系的进程通信）、命名管道（mkfifo/mknod））；
（2）消息队列：是基于消息的、用无亲缘关系的进程间通信，主要函数：msgget、msgsend、msgrecv、msgctl；
（3）信号量：相当于一把互斥锁，通过p、v操作，主要函数：semget、semop、semctl；
（4）共享内存：是进程间通信速度最快的，所以用经常是集合信号量或互斥锁来实现同步，shmget、shmat、shmdt、shmctl。
6、什么是虚拟内存？
解析：是将进程部分装入内存中，从而能实现一个很大的程序能在一个比它小的内存中运行，它的主要实现是靠程序的换进换出来实现的，因为内存中0~3G是用户使用，3~4G才是内存使用，通过映射来实现来进行逻辑地址到物理地址的映射。
7、虚拟地址、逻辑地址、线性地址、物理地址的区别？
解析：分段机制把一个逻辑地址转换为线性地址；接着，分页机制把一个线性地址转换为物理地址。
（1）虚拟地址：虚拟内存映射出来的地址；
（2）逻辑地址：程序的段加偏移量形成的，C/C++程序中取地址求出来的地址就是逻辑地址；
（3）线性地址：是逻辑地址到物理地址的中间层，只有启动分页机制的时候才有线性地址，如果没有分页机制，那么线性地址就是物理地址；
（4）物理地址：是内存中实实在在存在的硬件地址。
逻辑地址（启动分段）-->线性地址（启动分页）-->物理地址

8、同步和异步有何异同，在什么情况下分别使用他们？
解析：
如果数据将在线程间共享。例如正在写的数据以后可能被另一个线程读到，或者正在读的数据可能已经被另一个线程写过了，那么这些数据就是共享数据，必须进行同步才能保证存取正确性，这时候就应该使用同步编程；当应用程序在对象上调用了一个需要花费很长时间来执行的方法，并且不希望让程序等待方法的返回结果时，这时候就应该使用异步编程，在很多情况下采用异步途径往往更有效率。

Java中关于线程的几个问题

1、多线程有几种实现方法？同步有几种实现方法？
解析：
多线程有两种实现方法，分别是继承Thread类与实现Runnable接口。
同步的实现有两种方法，分别是synchronized,wait与notify。
wait():使一个线程处于等待状态，并且释放所持有的对象的lock。
sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException(中断异常)异常。
notify():唤醒一个处于等待状态的线程，注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。
Allnotity():唤醒所有处于等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争。

2、启动一个线程是用run()还是start()？
解析：
启动一个线程是调用start()方法，使线程处于就绪状态，以后可以被调度为运行状态，一个线程必须关联一些具体的执行代码才有意义，run()方法是该线程所关联的执行代码。

3、当一个线程进入一个对象的一个synchronized方法后，其它线程是否可进入此对象的其它方法？

解析：分以下几种情况：
（1）其他方法前是否加了synchronized关键字，如果没加，则能；
（2）如果这个方法内部调用了wait，则可以进入其他synchronized方法；
（3）如果其他个方法都加了synchronized关键字，并且内部没有调用wait，则不能；
（4）如果其他方法是static，它用的同步锁是当前类的字节码，与非静态的方法不能同步，因为非静态的方法用的是this。

4、线程的基本概念、线程的基本状态以及状态之间的关系？
解析：一个程序中可以有多条执行线索同时执行，一个线程就是程序中的一条执行线索，每个线程上都关联有要执行的代码，即可以有多段程序代码同时运行，每个程序至少都有一个线程，即main方法执行的那个线程。如果只是一个cpu，它怎么能够同时执行多段程序呢？这是从宏观上来看的，cpu一会儿执行a线索，一会儿执行b线索，切换时间很快，给人的感觉好像是a,b在同时执行，好比大家在同一个办公室上网，只有一条链接到外部的网线，其实，这条网线一会为a传数据，一会为b传数据，由于切换时间很短暂，所以，大家感觉都在同时上网。
状态：就绪，运行，synchronize阻塞，wait和sleep挂起，结束。wait必须在synchronized内部调用。
调用线程的start方法后线程进入就绪状态，线程调度系统将就绪状态的线程转为运行状态，遇到synchronized语句时，由运行状态转为阻塞状态，当synchronized获得锁后，由阻塞状态转为运行状态，在这种情况可以调用wait方法转为挂起状态，当线程关联的代码执行完后，线程变为结束状态。

5、简述synchronized和java.util.concurrent.locks.Lock的异同？
解析：
主要相同点：Lock能完成synchronized所实现的所有功能。
主要不同点：Lock有比synchronized更精确的线程语义和更好的性能。synchronized会自动释放锁，而Lock一定要求程序员手工释放，并且必须在finally从句中释放。Lock还有更强大的功能，例如，它的tryLock方法可以以非阻塞方式去拿锁。