操作系统面经-字节跳动

1.死锁相关

简述什么是死锁？死锁出现的原因？

死锁：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

死锁出现的原因：

1.竞争资源

2.进程间推进顺序非法

死锁四个必要条件

1.互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排他性控制

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.不可剥夺条件：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.循环等待条件

避免死锁的方式

允许进程同时访问某些资源

进程在运行前一次性地向系统申请它所需要的全部资源

允许进程强行从占有者那里夺取某些资源

把资源事先分类编号，按号分配，杜绝环路

检测死锁

1.首先为每个进程和每个资源指定一个唯一的号码

2.建立资源分配表和进程等待表

解除死锁的方法

剥夺资源

撤销进程

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2.进程和线程

进程和线程的区别，哪个效率高，为什么？以及各自的通信方式，内核对他们有区分吗？如何实现？在操作系统中线程进程内部存储结构？

区别：
1.线程是任务调度的最小单位，进程是操作系统分配资源的最小单位

2.一个进程由多个线程组成，线程是一个进程中代码的不同执行路线

3.进程之间相互独立，同一进程下各个线程之间共享进程的地址空间

4.线程上下文切换比进程上下文切换快得多

内核区分：

进程和线程在内核中是相同的，没有严格做区分

进程间的通信方式：

管道

信号量

信号

消息队列

共享内存

套接字

进程间的同步方式：

信号量

P、V原语

生产者-消费者模型

线程间的通信方式：
锁机制

信号量机制

信号机制

进程间通信方式

1.管道

2.信号

3.信号量

4.消息队列

5.共享内存

6.套接字

同一个进程内出现符号冲突怎么办（待解决）

进程fork子进程，两个进程占用内存情况

新建一个线程消耗的资源

分配内存、列入调度、同时在线程切换的时候还要执行内存换页，CPU的缓存被清空，切换回来的时候还要重新从内存中读取信息

进程间是否有共享对象，对象是否在内存里

有。在共享内存里

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3.调度

操作系统有哪些调度方式？

1.先来先服务：按进程先后顺序执行调度

2.优先级调度：按优先级执行调度

3.时间片轮转调度：分配时间片

4.多级反馈调度：

设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级。优先级越高，时间片越小

当一个新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的末尾，按FCFS原则排队等待调度。当轮到该进程执行时，若它能在该时间片内完成，便可准备撤离系统；如果它在一个时间片结束时尚未完成，调度程序便将该进程转入第二队列末尾

仅当第一队列空闲时，调度程序才调度第二队列中的进程运行

如果让你实现按照优先级的抢占式调度，你会如何实现？有0-15个优先级，0是最高的优先级

用十六个任务队列，每次从优先级最高的任务队列头取出

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4.操作系统基础

用户态和内核态

操作系统对执行权限进行分级。

用户态：用户态相较于内核态有较低的执行权限，很多操作不被操作系统允许

内核态：有ring 0的权限，可以执行任何cpu指令，也可以引用任何内存地址

用户态和内核态的切换

1.系统调用

2.异常

3.外围设备中断

用户态和内核态切换很耗时

fork操作具体执行了哪些事情 系统空间如何开辟的

fork()系统调用通过复制一个现有进程来创建一个全新的进程.进程被存放在一个叫做任务队列的双向循环链表中

fork被调用一次，能够返回可能三种不同的返回值

1）父进程中，fork返回新创建的子进程的进程ID

2）子进程，fork返回0

3）出现错误，fork返回一个负值

在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则会出现两个进程，一个子进程，一个父进程。子进程中，fork返回0，父进程中fork返回创建子进程的进程ID。可以通过fork的返回值判断当前进程是子进程还是父进程

free命令下的cache和buffer的区别？

都是占用内存

cache:作为page cache的内存，文件系统的cache

buffer:作为buffer cache的内存，是块设备的读写缓冲区

buffer是即将要被写入磁盘的，cache是从磁盘中读出来