操作系统知识速记2

前言

操作系统为编程语言提供了一系列的系统调用，使得用户程序可以间接地控制内核。此外，本文还涉及进程和线程的相关问题，

孤儿进程和僵尸进程

• 僵尸进程：子进程先与父进程退出，但是父进程没有对子进程进行等待，导致无法获取子进程的退出状态信息，操作系统无法释放子进程资源，子进程变成僵尸进程。
• 孤儿进程:父进程先于子进程退出，子进程变成孤儿进程，孤儿进程的父进程成为1号进程。
• 如何处理僵尸进程:子进程退出时，向父进程发出SIGCHILD信号，父进程处理SIGCHILD信号，在信号处理函数中调用wait进程处理。

fork和vfork的区别

fork创建出来的子进程拷贝父进程的大部分资源，也有自己的虚拟地址空间，而vfork创建的子进程与父进程共享数据段。

fork的父子进程的执行顺序不确定，vfork保证子进程先运行，子进程退出后父进程才能运行。

多线程和多进程的优缺点

多线程之间共享一个进程的地址空间，线程间通信简单，线程的创建和销毁都比多进程简单，速度快，占用内存少，但是线程会互相影响，一个线程的崩溃可能会导致其他线程的终止，可靠性差。

多进程中每个进程各自有自己的虚拟地址空间，进程间不会相互影响，可靠性强，但是进程间通信复杂，进程的创建销毁复杂，占用内存多。

多线程适用于IO密集型程序，多进程适用于CPU密集型程序。

重定向

通过改变原本文件的文件描述符对应的文件描述信息，从而导致改变数据的流向，数据不再写入原本的文件而是写入新指定的文件。

软硬链接

• 硬链接通过ln创建，硬链接文件和源文件共用一个inode节点，也就是说硬链接只是源文件的一个别名
• 软链接通过ln -s创建，有自己独立的inode节点，是一个新的文件，这个文件的内容保存了一个文件的路径名
• 软链接可以跨分区链接，硬链接无法跨分区链接。

如何判断大端小端

大端指的是低地址存储数据高位，小端指的是地地址存储数据的低位。

string BigOrLit(){
union{
	int i;
	char c;
}un;
un.i=1;
if(un.c)
	return "小端";
else
	return "大端";
}

生产者和消费者模型

生产者和消费者模型常用于大量数据的产生与处理场景。通过一个缓冲队列实现的。开启一个或多个线程来生产任务，生产的任务放到缓冲队列中，再开启一个或多个线程从缓冲队列中取出任务并进行处理，这样降低了生产者和消费者之间的耦合性。

同步问题：生产者和消费者访问缓冲队列的时候都需要加锁，另外需要使用条件变量，生产者添加任务的时候发出信号唤醒等待中的消费者，消费者在消耗任务前需要等待信号。

有哪些锁

• 互斥锁：当一个线程占据这个锁后，其他线程向加锁就会加锁失败并被阻塞，适用于加锁部分执行时间长的场景。
• 自旋锁：任何擦黄女士获取该锁的线程会一直进行自旋，占用cpu的资源，知道获取该锁，同一时间只能有一个线程获取该锁，适用于加锁部分执行时间短的场景。
• 读写锁：当没有线程有写锁时，读锁能被多个线程并发持有，提高资源利用率，且无线程安全问题。写锁是任何一个线程持有写锁时，其他线程获取读锁或写锁都会被阻塞。

5种IO模型

• 阻塞IO：当进行IO请求调用时，由于请求的条件不满足，就会一直阻塞等待。
• 非阻塞IO：当发起IO请求调用时，会每隔一段时间检测IO时间是否就绪，没有就做其他事情。
• 信号驱动IO：通过定义信号处理函数，当进程收到SIGIO信号，就表示IO就绪，进程就会处理IO事件
• 异步IO：将IO操作交给操作系统，做其他操作，操作系统完成IO操作后用信号通知程序IO就绪。
• IO复用：同一时间对大量描述符进行IO事件监听，知道有IO就绪事件后才调用IO操作函数。

后记

别露出你的怯懦，别犹豫哪怕一分一秒，这里已无路可退，唯有浴血！