操作系统基础知识

1

请问死锁的条件是什么?以及如何处理死锁问题?

解答:互斥条件(Mutual exclusion):

  • 1、资源不能被共享,只能由一个进程使用。
  • 2、请求与保持条件(Hold and wait):已经得到资源的进程可以再次申请新的资源。
  • 3、非剥夺条件(No pre-emption):已经分配的资源不能从相应的进程中被强制地剥夺。
  • 4、循环等待条件(Circular wait):系统中若干进程组成环路,该环路中每个进程都在等待相邻进程正占用的资源。

如何处理死锁问题:

  • 1、忽略该问题。例如鸵鸟算法,该算法可以应用在极少发生死锁的的情况下。为什么叫鸵鸟算法呢,因为传说中鸵鸟看到危险就把头埋在地底下,可能鸵鸟觉得看不到危险也就没危险了吧。跟掩耳盗铃有点像。
  • 2、检测死锁并且恢复。
  • 3、仔细地对资源进行动态分配,以避免死锁。
  • 4、通过破除死锁四个必要条件之一,来防止死锁产生。

2

请阐述动态链接库与静态链接库的区别。

解答:静态链接库是.lib格式的文件,一般在工程的设置界面加入工程中,程序编译时会把lib文件的代码加入你的程序中因此会增加代码大小,你的程序一运行lib代码强制被装入你程序的运行空间,不能手动移除lib代码。

动态链接库是程序运行时动态装入内存的模块,格式*.dll,在程序运行时可以随意加载和移除,节省内存空间。

在大型的软件项目中一般要实现很多功能,如果把所有单独的功能写成一个个lib文件的话,程序运行的时候要占用很大的内存空间,导致运行缓慢;但是如果将功能写成dll文件,就可以在用到该功能的时候调用功能对应的dll文件,不用这个功能时将dll文件移除内存,这样可以节省内存空间。

3

请阐述进程与线程的区别。

解答:

  • ①从概念上:
    • 进程:一个程序对一个数据集的动态执行过程,是分配资源的基本单位。
    • 线程:一个进程内的基本调度单位。线程的划分尺度小于进程,一个进程包含一个或者更多的线程。
  • ②从执行过程中来看:
    • 进程:拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而提高了应用程序的运行效率。
    • 线程:每一个独立的线程,都有一个程序运行的入口、顺序执行序列、和程序的出口。但是线程不能够独立的执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。
  • ③从逻辑角度来看(重要区别):
    • 多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但是,操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理及资源分配。

4

用户进程间通信主要哪几种方式?

解答:主要有以下6种:

  • 1、管道:管道是单向的、先进先出的、无结构的、固定大小的字节流,它把一个进程的标准输出和另一个进程的标准输入连接在一起。写进程在管道的尾端写入数据,读进程在管道的道端读出数据。数据读出后将从管道中移走,其它读进程都不能再读到这些数据。管道提供了简单的流控制机制。进程试图读空管道时,在有数据写入管道前,进程将一直阻塞。同样地,管道已经满时,进程再试图写管道,在其它进程从管道中移走数据之前,写进程将一直阻塞。
    • 无名管道: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(通常是指父子进程关系)的进程间使用。
    • 命名管道:命名管道也是半双工的通信方式,在文件系统中作为一个特殊的设备文件而存在,但是它允许无亲缘关系进程间的通信。当共享管道的进程执行完所有的I/O操作以后,命名管道将继续保存在文件系统中以便以后使用。
  • 2、信号量: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,其它进程也访问该资源。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。
  • 3、消息队列: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。
  • 4、信号: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。
  • 5、共享内存:共享内存就是映射一段能被其它进程所访问的内存,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,它是针对其它进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其它通信机制(如信号量)配合使用,来实现进程间的同步和通信。
  • 6、套接字:套接字也是一种进程间通信机制,与其它通信机制不同的是,它可用于不同机器间的进程通信。

 

作者:July

来源:《程序员编程艺术:面试和算法心得》

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