操作系统常见面试题（第三弹）

Posted 2021-05-19 小谢backup

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1、进程什么时候会有调度？

进程创建、退出、阻塞、IO中断

 

2、进程间的通信能解决什么问题？

哲学家就餐问题
睡眠理发师问题
生产者-消费者问题
读者-写者问题

 

3、文件系统的实现方式？

连续分配
链表分配
采用内存中的表进行链表分配(磁盘地址表)
i节点

 

4、i节点包含什么内容？

文件属性、文件的磁盘块地址

 

5、文件类型有哪两种？

特殊文件和普通文件。其中，特殊文件又分为字符特殊文件和块特殊文件，普通文件分为ASCII文件和二进制文件。

 

6、Unix有哪五种IO模型？

1. 阻塞IO
2. 非阻塞IO
3. IO多路复用
4. 信号驱动
5. 异步IO

提示１：前面4种IO都可以归类为同步IO（synchronous IO）
提示２：IO多路复用包括select、poll、epoll

 

7、如何理解阻塞、非阻塞、同步、异步？

总的来说：

阻塞/非阻塞是看用户线程在系统调用下的处理方式。比如读取IO数据时，要发起系统调用切换到内核态，如果此时用户线程挂起，就是阻塞IO，如果立即返回，那就是非阻塞IO。 主要是看这种情况下用户线程的处理方式。

同步/异步是看数据准备的结果。同步的话，如果返回，那必定是准备好了数据，如果是异步的话，返回不一定数据准备好，要等待一个事件回调来处理。

 

8、简单介绍阻塞IO的流程？

1. 用户进程需要进行IO操作时，会进行一次系统调用，进入到内核态，此时用户进程被挂起。处于阻塞状态。此时进程不会再占用cpu资源。

2. 内核进行数据的准备，把需要的数据填充到内核缓冲区。

3. 内核缓冲区数据填充完毕，把数据从内核缓冲区复制到用户缓冲区。

4. 数据复制完毕，返回，从内核态从新切换到用户态，进程进入就绪状态等待cpu执行。

 

 

提示：适用并发量小的网络应用开发

 

9、简单介绍非阻塞IO的流程？

1. 用户进程需要进行IO操作时，会进行一次系统调用，进入到内核态，如果数据没有准备好，立即返回EWOULDBLOCK。此时不会造成进程阻塞。进程还可以继续处理其他事情。

2. 进程会轮询查看内核数据是否准备好，如果没有准备好，就继续立即返回EWOULDBLOCK，不阻塞进程。

3. 轮询到数据准备好了后，进行数据复制，从内核缓冲区复制到用户缓冲区。在此期间进程会挂起，处于阻塞状态，知道数据复制完成。

4. 数据复制完毕后返回，进程转为就绪态，等待cpu调度。

 

提示1：非阻塞IO因为要用轮询代替了阻塞，使得进程在内核数据准备期间不会阻塞，可以执行其他事情，但是因为要轮询，所以会对CPU资源造成较大的消耗。
提示2：在进行内核态往用户态数据复制过程中，进程还是会处于阻塞状态的。
提示3：虽然非阻塞IO可以使得进程在IO内核数据准备期间不阻塞，可以执行其他事情，但是，由于轮询需要消耗较大的cpu资源，所以会使得服务端处理和响应请求会有较大的延时。
提示4：适用并发量较小、且不需要及时响应的网络应用开发。

 

10、select、poll、epoll的区别？

• 操作方式上：select 和 poll 为遍历，epoll 为回调
• 底层实现上 ：select 为数组，poll 为链表，epoll 为红黑树
• IO效率上：select 和 poll 都为 O(n)，epoll 为 O(1)
• 最大连接数上：select 为 1024 或 2048，poll 无上限，epoll 无上限
• fd拷贝上：select 和 poll 每次调用都需要把 fd 集合从用户态拷贝到内核态；而调用 epoll_ctl 时拷贝进内核并保存，之后每次 epoll_wait 不拷贝