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 本系列將按類別對(duì)題目進(jìn)行分類整理，重要的地方標(biāo)上星星，這樣有利于大家打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

本文均為嵌入式筆試面試高頻題目

一、進(jìn)程與線程

1、什么是進(jìn)程、線程，有什么區(qū)別?

進(jìn)程是資源(CPU、內(nèi)存等)分配的基本單位，線程是CPU調(diào)度和分配的基本單位(程序執(zhí)行的最小單位)。同一時(shí)間，如果CPU是單核，只有一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行，所謂的并發(fā)執(zhí)行，也是順序執(zhí)行，只不過由于切換速度太快，你以為這些進(jìn)程在同步執(zhí)行而已。多核CPU可以同一時(shí)間點(diǎn)有多個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行。

2、多進(jìn)程、多線程的優(yōu)缺點(diǎn)

說明：一個(gè)進(jìn)程由進(jìn)程控制塊、數(shù)據(jù)段、代碼段組成，進(jìn)程本身不可以運(yùn)行程序，而是像一個(gè)容器一樣，先創(chuàng)建出一個(gè)主線程，分配給主線程一定的系統(tǒng)資源，這時(shí)候就可以在主線程開始實(shí)現(xiàn)各種功能。當(dāng)我們需要實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能時(shí)，可以在主線程里創(chuàng)建多個(gè)子線程，多個(gè)線程在同一個(gè)進(jìn)程里，利用這個(gè)進(jìn)程所擁有的系統(tǒng)資源合作完成某些功能。

優(yōu)缺點(diǎn)：1)一個(gè)進(jìn)程死了不影響其他進(jìn)程，一個(gè)線程崩潰很可能影響到它本身所處的整個(gè)進(jìn)程。2) 創(chuàng)建多進(jìn)程的系統(tǒng)花銷大于創(chuàng)建多線程。3)多進(jìn)程通訊因?yàn)樾枰缭竭M(jìn)程邊界，不適合大量數(shù)據(jù)的傳送，適合小數(shù)據(jù)或者密集數(shù)據(jù)的傳送。多線程無需跨越進(jìn)程邊界，適合各線程間大量數(shù)據(jù)的傳送。并且多線程可以共享同一進(jìn)程里的共享內(nèi)存和變量。

3、什么時(shí)候用進(jìn)程，什么時(shí)候用線程

1)創(chuàng)建和銷毀較頻繁使用線程，因?yàn)閯?chuàng)建進(jìn)程花銷大。2)需要大量數(shù)據(jù)傳送使用線程，因?yàn)槎嗑€程切換速度快，不需要跨越進(jìn)程邊界。3)安全穩(wěn)定選進(jìn)程;快速頻繁選線程;

4、多進(jìn)程、多線程同步(通訊)的方法

進(jìn)程間通訊：

(1)有名管道/無名管道(2)信號(hào)(3)共享內(nèi)存(4)消息隊(duì)列(5)信號(hào)量(6)socket

線程通訊(鎖)：

(1)信號(hào)量(2)讀寫鎖(3)條件變量(4)互斥鎖(5)自旋鎖

5、進(jìn)程線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

(1)就緒狀態(tài)：進(jìn)程已獲得除CPU外的所有必要資源，只等待CPU時(shí)的狀態(tài)。一個(gè)系統(tǒng)會(huì)將多個(gè)處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程排成一個(gè)就緒隊(duì)列。

(2)執(zhí)行狀態(tài)：進(jìn)程已獲CPU，正在執(zhí)行。單處理機(jī)系統(tǒng)中，處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程只一個(gè);多處理機(jī)系統(tǒng)中，有多個(gè)處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程。

(3)阻塞狀態(tài)：正在執(zhí)行的進(jìn)程由于某種原因而暫時(shí)無法繼續(xù)執(zhí)行，便放棄處理機(jī)而處于暫停狀態(tài)，即進(jìn)程執(zhí)行受阻。(這種狀態(tài)又稱等待狀態(tài)或封鎖狀態(tài))

通常導(dǎo)致進(jìn)程阻塞的典型事件有：請(qǐng)求I/O，申請(qǐng)緩沖空間等。

一般，將處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程排成一個(gè)隊(duì)列，有的系統(tǒng)還根據(jù)阻塞原因不同把這些阻塞集成排成多個(gè)隊(duì)列。

(1) 就緒→執(zhí)行

處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序?yàn)橹峙淞颂幚頇C(jī)后，該進(jìn)程便由就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)變成執(zhí)行狀態(tài)。

(2) 執(zhí)行→就緒

處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程在其執(zhí)行過程中，因分配給它的一個(gè)時(shí)間片已用完而不得不讓出處理機(jī)，于是進(jìn)程從執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變成就緒狀態(tài)。

(3) 執(zhí)行→阻塞

正在執(zhí)行的進(jìn)程因等待某種事件發(fā)生而無法繼續(xù)執(zhí)行時(shí)，便從執(zhí)行狀態(tài)變成阻塞狀態(tài)。

(4) 阻塞→就緒

處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程，若其等待的事件已經(jīng)發(fā)生，于是進(jìn)程由阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫途w狀態(tài)。

6、父進(jìn)程、子進(jìn)程

父進(jìn)程調(diào)用fork()以后，克隆出一個(gè)子進(jìn)程，子進(jìn)程和父進(jìn)程擁有相同內(nèi)容的代碼段、數(shù)據(jù)段和用戶堆棧。父進(jìn)程和子進(jìn)程誰先執(zhí)行不一定，看CPU。所以我們一般我們會(huì)設(shè)置父進(jìn)程等待子進(jìn)程執(zhí)行完畢。

7、說明什么是上下文切換?

你可以有很多角度，有進(jìn)程上下文，有中斷上下文。

進(jìn)程上下文：一個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行的時(shí)候，CPU的所有寄存器中的值、進(jìn)程的狀態(tài)以及堆棧中的內(nèi)容，當(dāng)內(nèi)核需要切換到另一個(gè)進(jìn)程時(shí)，它需要保存當(dāng)前進(jìn)程的所有狀態(tài)，即保存當(dāng)前進(jìn)程的進(jìn)程上下文，以便再次執(zhí)行該進(jìn)程時(shí)，能夠恢復(fù)切換時(shí)的狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行。

中斷上下文：由于觸發(fā)信號(hào)，導(dǎo)致CPU中斷當(dāng)前進(jìn)程，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行另外的程序。那么當(dāng)前進(jìn)程的所有資源要保存，比如堆棧和指針。保存過后轉(zhuǎn)而去執(zhí)行中斷處理程序，快讀執(zhí)行完畢返回，返回后恢復(fù)上一個(gè)進(jìn)程的資源，繼續(xù)執(zhí)行。這就是中斷的上下文。