第一章、进程与线程
1、什么是进程、线程,有什么区别?
进程是资源(
CPU
、内存等)分配的基本单位,线程是
CPU
调度和分配的基本单位(程序执行的最小单 位)。同一时间,如果CPU
是单核,只有一个进程在执行,所谓的并发执行,也是顺序执行,只不过由 于切换速度太快,你以为这些进程在同步执行而已。多核CPU
可以同一时间点有多个进程在执行。
2、多进程、多线程的优缺点
说明:一个进程由进程控制块、数据段、代码段组成,进程本身不可以运行程序,而是像一个容器一 样,先创建出一个主线程,分配给主线程一定的系统资源,这时候就可以在主线程开始实现各种功能。
当我们需要实现更复杂的功能时,可以在主线程里创建多个子线程,多个线程在同一个进程里,利用这个进程所拥有的系统资源合作完成某些功能。
优缺点:
1
)一个进程死了不影响其他进程,一个线程崩溃很可能影响到它本身所处的整个进程。
2
) 创 建多进程的系统花销大于创建多线程。3
)多进程通讯因为需要跨越进程边界,不适合大量数据的传送, 适合小数据或者密集数据的传送。多线程无需跨越进程边界,适合各线程间大量数据的传送。并且多线 程可以共享同一进程里的共享内存和变量。
3、什么时候用进程,什么时候用线程
1
)创建和销毁较频繁使用线程,因为创建进程花销大。
2
)需要大量数据传送使用线程,因为多线程切换速度快,不需要跨越进程边界。3
)安全稳定选进程;快速频繁选线程;
4、多进程、多线程同步(通讯)的方法
进程间通讯:
(
1
)有名管道
/
无名管道(
2
)信号(
3
)共享内存(
4
)消息队列(
5
)信号量(
6
)
socket
线程通讯(锁):
(
1
)信号量(
2
)读写锁(
3
)条件变量(
4
)互斥锁(
5
)自旋锁
5、进程线程的状态转换图
(
1
)就绪状态:进程已获得除
CPU
外的所有必要资源,只等待
CPU
时的状态。一个系统会将多个处于就绪状态的进程排成一个就绪队列。
(
2
)执行状态:进程已获
CPU
,正在执行。单处理机系统中,处于执行状态的进程只一个;多处理机系统中,有多个处于执行状态的进程。
(
3)阻塞状态:正在执行的进程由于某种原因而暂时无法继续执行,便放弃处理机而处于暂停状态,即进程执行受阻。(这种状态又称等待状态或封锁状态) 通常导致进程阻塞的典型事件有:请求
I/O,申请缓冲空间等。 一般,将处于阻塞状态的进程排成一个队列,有的系统还根据阻塞原因不同把这些阻塞集成排成多个队列。
进程的三种状态转换
(1)
就绪
→
执行
处于就绪状态的进程,当进程调度程序为之分配了处理机后,该进程便由就绪状态转变成执行状态。
(2)
执行
→
就绪
处于执行状态的进程在其执行过程中,因分配给它的一个时间片已用完而不得不让出处理机,于是进程从执行状态转变成就绪状态。
(3)
执行
→
阻塞
正在执行的进程因等待某种事件发生而无法继续执行时,便从执行状态变成阻塞状态。
(4)
阻塞
→
就绪
处于阻塞状态的进程,若其等待的事件已经发生,于是进程由阻塞状态转变为就绪状态。
6、父进程、子进程
父进程调用
fork()
以后,克隆出一个子进程,子进程和父进程拥有相同内容的代码段、数据段和用户堆栈。父进程和子进程谁先执行不一定,看CPU
。所以我们一般我们会设置父进程等待子进程执行完毕。
7、说明什么是上下文切换?
你可以有很多角度,有进程上下文,有中断上下文。
进程上下文:一个进程在执行的时候,CPU的所有寄存器中的值、进程的状态以及堆栈中的内容,当内核需要切换到另一个进程时,它需要保存当前进程的所有状态,即保存当前进程的进程上下文,以便再次执行该进程时,能够恢复切换时的状态,继续执行。
中断上下文:由于触发信号,导致
CPU中断当前进程,转而去执行另外的程序。那么当前进程的所有资源要保存,比如堆栈和指针。保存过后转而去执行中断处理程序,快读执行完毕返回,返回后恢复上一个进程的资源,继续执行。这就是中断的上下文。
第二章、C/C++题目
1、new和malloc
做嵌入式,对于内存是十分在意的,因为可用内存有限,所以嵌入式笔试面试题目,内存的题目高频。
1
)
malloc
和
free
是
c++/c
语言的库函数,需要头文件支持
stdlib.h
;
new
和
delete
是
C++
的关键字,不需要头文件,需要编译器支持;
2
)使用
new
操作符申请内存分配时,无需指定内存块的大小,编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地支持所需内存的大小。
3
)
new
操作符内存分配成功时,返回的是对象类型的指针,类型严格与对象匹配,无需进行类型转换,故new
是符合类型安全性的操作符。而
malloc
内存分配成功则是返回
void
,需要通过强制类型转换将
void
指针转换成我们需要的类型。
4
)
new
内存分配失败时,会抛出
bad_alloc
异常。
malloc
分配内存失败时返回
NULL
。
2、在1G内存的计算机中能否malloc(1.2G)?为什么?(2021浙江大华二面问题)
答:是有可能申请
1.2G
的内存的。
解析:回答这个问题前需要知道
malloc
的作用和原理,应用程序通过malloc函数可以向程序的虚拟空间申请一块虚拟地址空间,与物理内存没有直接关系,得到的是在虚拟地址空间中的地址,之后程序运行所提供的物理内存是由操作系统完成的。
3 、extern”C” 的作用
我们可以在
C++
中使用
C
的已编译好的函数模块,这时候就需要用到
extern”C”
。也就是
extern“C” 都是在c++
文件里添加的。
extern
在链接阶段起作用(四大阶段:预处理
--
编译
--
汇编
--
链接)。
4、strcat、strncat、strcmp、strcpy哪些函数会导致内存溢出?如何改进? (2021浙江大华二面问题)
strcpy
函数会导致内存溢出。
strcpy
拷贝函数不安全,他不做任何的检查措施,也不判断拷贝大小,不判断目的地址内存是否够用。
char *strcpy(char *strDest,const char *strSrc) 1
strncpy
拷贝函数,虽然计算了复制的大小,但是也不安全,没有检查目标的边界。
strncpy(dest, src, sizeof(dest));
strncpy_s
是安全的strcmp(str1,str2),是比较函数,若
str1=str2
,则返回零;若
str1<str2
,则返回负数;若
str1>str2
,则返回正数。(比较字符串)
strncat()
主要功能是在字符串的结尾追加
n
个字符。
char * strncat(char *dest, const char *src, size_t n);
strcat()
函数主要用来将两个
char
类型连接。例如:
char d[20]="Golden";
char s[20]="View";
strcat(d,s);
//打印d
printf("%s",d);
输出
d
为
GoldenView
(中间无空格)
延伸:
memcpy
拷贝函数,它与
strcpy
的区别就是
memcpy
可以拷贝任意类型的数据,
strcpy
只能拷贝字符串类型。
memcpy 函数用于把资源内存(src所指向的内存区域)拷贝到目标内存(dest所指向的内存区域); 有一个size变量控制拷贝的字节数;
函数原型:
void *memcpy(void *dest, void *src, unsigned int count);
5 、static的用法(定义和用途)(必考)
1
)用
static
修饰局部变量:使其变为静态存储方式
(
静态数据区
),那么这个局部变量在函数执行完成之后不会被释放,而是继续保留在内存中。
2
)用
static
修饰全局变量:使其只在本文件内部有效,而其他文件不可连接或引用该变量。
3
)用static修饰函数:对函数的连接方式产生影响,使得函数只在本文件内部有效,对其他文件是不可见的(这一点在大工程中很重要很重要,避免很多麻烦,很常见)。这样的函数又叫作静态函数。使用静态函数的好处是,不用担心与其他文件的同名函数产生干扰,另外也是对函数本身的一种保护机制。