UNIX高级编程【经典面试题】多线程

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什么是线程和进程？它们之间有什么区别？

什么是线程同步？请举例说明常见的线程同步机制。

请描述什么是死锁，并提供避免死锁的方法。

什么是线程安全？如何保证线程安全？

什么是线程间通信？如何实现线程间的通信？请列举一些常用的线程间通信方式。

请解释一下原子操作的概念，请举例说明原子操作的作用。

解释互斥量（Mutex）和条件变量（Condition Variable）的作用和用途。

简要介绍一下线程池的概念和优势。

阻塞 I/O 和非阻塞 I/O 有什么区别？

什么是线程调度？操作系统如何进行线程调度？

谈谈您在编写多线程程序时常用的线程同步机制和方法

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1. 什么是线程和进程？它们之间有什么区别？

   1. 进程是操作系统资源分配的最小单位，拥有独立的内存空间和执行上下文，可以执行独立的任务。线程是进程内的执行流程，共享进程的内存空间和资源，是CPU调度的最小单位。
   2. 进程之间相互独立，通信复杂，切换开销大；线程之间相互依赖，共享数据、内存等资源，切换开销小。
   3. 创建和销毁进程比线程开销大。

2. 什么是线程同步？请举例说明常见的线程同步机制。

   1. 线程同步是为了避免多个线程同时对共享资源进行访问而引发的竞争条件和并发问题。常见的线程同步机制包括：

      • 锁（互斥量）：使用互斥锁保证临界区的独占访问。
      • 信号量：使用信号量管理资源的分配和释放。
      • 条件变量：通过条件变量实现线程的等待和通知机制。

3. 请描述什么是死锁，并提供避免死锁的方法。

   1. 死锁是指两个或多个线程彼此等待对方释放资源而无法继续执行的情况。死锁可以通过以下方法避免：
      • 避免加锁顺序产生循环依赖。
      • 使用资源定序，按照一定的顺序获取资源。
      • 设置超时机制，当等待时间过长时主动释放资源。
      • 使用死锁检测和解除算法来解决已经发生的死锁情况。
   2. 死锁的必要条件
      1. 互斥条件（系统特性不能避免）
      2. 不可剥夺条件(系统特性不能避免)
      3. 请求与保持条件( [2] 可以打破）
      4. 循环等待条件( [3] 可以打破) 

4. 什么是线程安全？如何保证线程安全？

   1. 线程安全是指多个线程访问共享数据时不会出现数据不一致、冲突或其他异常行为。要保证线程安全，可以采取以下方法：

      • 互斥锁：使用互斥锁保护共享资源的访问。
      • 原子操作：使用原子操作来对共享数据进行操作，确保操作的原子性。
      • 无锁数据结构：使用无锁的数据结构来避免锁竞争。
      • 线程本地存储：将共享数据拷贝一份给每个线程使用，避免竞争条件。

5. 什么是线程间通信？如何实现线程间的通信？请列举一些常用的线程间通信方式。

   1. 线程间通信是指多个线程之间进行信息交换和协作的机制。常见的线程间通信方式包括：

      • 共享内存：多个线程共享一块内存区域来进行数据交换。
      • 信号量ÿ