操作系统

目录

• 进程和线程的区别
• 进程中线程同步的三种常用方式：
• 什么是缓冲区溢出？有什么危害？其原因是什么？
• 什么是死锁？死锁产生的条件？
• 进程有哪几种状态？

进程和线程的区别

进程是资源（CPU、内存等）分配的基本单位，它是程序执行时的一个实例。程序运行时系统就会创建一个进程，并为它分配资源，然后把该进程放入进程就绪队列，进程调度器选中它的时候就会为它分配CPU时间，程序开始真正运行。

线程是程序执行时的最小单位，它是进程的一个执行流，是CPU调度和分派的基本单位，一个进程可以由很多个线程组成，线程间共享进程的所有资源，每个线程有自己的堆栈和局部变量。线程由CPU独立调度执行，在多CPU环境下就允许多个线程同时运行。同样多线程也可以实现并发操作，每个请求分配一个线程来处理。

线程和进程各自有什么区别和优劣呢？

• 进程是资源分配的最小单位，线程是程序执行的最小单位。

• 进程有自己的独立地址空间，每启动一个进程，系统就会为它分配地址空间，建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段，这种操作非常昂贵。而线程是共享进程中的数据的，使用相同的地址空间，因此CPU切换一个线程的花费远比进程要小很多，同时创建一个线程的开销也比进程要小很多。

• 线程之间的通信更方便，同一进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据，而进程之间的通信需要以通信的方式（IPC)进行。不过如何处理好同步与互斥是编写多线程程序的难点。

• 但是多进程程序更健壮，多线程程序只要有一个线程死掉，整个进程也死掉了，而一个进程死掉并不会对另外一个进程造成影响，因为进程有自己独立的地址空间。

一道面试题：说说进程和线程的区别

一个进程可以有多个线程，多个线程可以并发执行。

计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务,单个CPU一次只能运行一个任务。进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。线程就好比车间里的工人。一个进程可以包括多个线程。 车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的，每个线程都可以使用这些共享内存。

• "互斥锁"：这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必须等它结束，才能使用这一块内存，防止多个线程同时读写某一块内存区域
• "信号量"：某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。用来保证多个线程不会互相冲突。

(不太懂)操作系统的设计，因此可以归结为三点：
（1）以多进程形式，允许多个任务同时运行；
（2）以多线程形式，允许单个任务分成不同的部分运行；
（3）提供协调机制，一方面防止进程之间和线程之间产生冲突，另一方面允许进程之间和线程之间共享资源。

进程中线程同步的三种常用方式：

1. 事件
   事件机制，则允许一个线程在处理完一个任务后，主动唤醒另外一个线程执行任务。
2. 互斥量 互斥对象和临界区对象非常相似，只是其允许在进程间使用，而临界区只限制与同一进程的各个线程之间使用，
   但是更节省资源，更有效率。
3. 信号量
   当需要一个计数器来限制可以使用某共享资源的线程数目时，可以使用“信号量”对象。

什么是缓冲区溢出？有什么危害？其原因是什么？

缓冲区溢出是指当计算机向缓冲区填充数据时超出了缓冲区本身的容量，溢出的数据覆盖在合法数据上。
危害有以下两点：

• 程序崩溃，导致拒绝额服务
• 跳转并且执行一段恶意代码
  造成缓冲区溢出的主要原因是程序中没有仔细检查用户输入

什么是死锁？死锁产生的条件？

死锁是指在一组进程中的各个进程均占有不会释放的资源，但因互相申请被其他进程所占用不会释放的资源而处于的一种永久等待状态。

死锁产生的四个条件：

• 互斥条件：一个资源一次只能被一个进程使用
• 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得资源保持不放
• 不剥夺条件：进程获得的资源，在未完全使用完之前，不能强行剥夺
• 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的环形等待资源关系

解决死锁的基本方法如下：

预防死锁、避免死锁、检测死锁、解除死锁

进程有哪几种状态？

就绪状态：进程已获得除处理机以外的所需资源，等待分配处理机资源
运行状态：占用处理机资源运行，处于此状态的进程数小于等于CPU数
阻塞状态： 进程等待某种条件，在条件满足之前无法执行

更多参考：

常见面试题整理--操作系统篇