济南网站建设排名,常用的html编辑器有哪些,河南app手机网站制作,重庆快速网站备案1. 进程和线程的概念、区别以及什么时候用线程、什么时候用进程#xff1f;
#xff08;1#xff09;线程 线程是CPU任务调度的最小单元、是一个轻量级的进程
#xff08;2#xff09;进程 进程是操作系统资源分配的最小单元 进程是一个程序动态执行的过程#xff0c;包…1. 进程和线程的概念、区别以及什么时候用线程、什么时候用进程
1线程 线程是CPU任务调度的最小单元、是一个轻量级的进程
2进程 进程是操作系统资源分配的最小单元 进程是一个程序动态执行的过程包括创建、调度和消亡
3进程和线程的区别 1. 内存空间安全性进程线程 1进程每个进程有独立的地址空间、一个进程的崩溃不会影响其他进程 2线程同一进程中的线程共享相同的地址空间因此一个线程的崩溃可能导致整个进程的崩溃 2. 通信方式通信线程比进程容易 1进程进程间通信相对复杂比如使用管道、消息队列、共享内存等 2线程线程间由于共享内存通信相对简单可以直接通过全局变量、线程邮箱等通信 3. 创建开销 1进程创建进程开销大因为需要分配独立内存空间 2线程创建线程开销小因为线程共享进程的资源不需要重新分配内存 4. 调度和切换 1进程进程切换需要切换整个内存地址空间开销较大 2线程线程切换只需要保存和恢复少量的寄存器状态开销较小 5. 资源独立性线程会发生资源竞争 1进程各进程资源独立不会相互影响 2线程线程共享资源可能会发生资源竞争需要考虑同步问题
4进程和线程的适用场景 1. 进程 1隔离需求高
当不同的任务需要完全隔离以避免互相影响时使用进程是更好的选择。因为每个进程有独立的内存空间即使一个进程崩溃也不会影响到其他进程。示例网页浏览器使用多进程来隔离不同的标签页一个标签页崩溃不会影响整个浏览器或其他标签页。 2多核心利用
在多核心系统上进程可以有效地利用多个核心适合进行大规模的并行计算任务。示例大型数据处理任务如视频编码、科学计算等。 3安全性
当需要提高安全性防止不同任务之间共享数据或资源时进程是更好的选择。因为进程间通信需要使用专门的机制如管道、消息队列等这增加了安全性。示例需要处理敏感数据的金融或医疗应用程序。 4需要稳定性
如果应用需要很高的稳定性使用进程可以防止一个模块的错误影响到整个系统。示例操作系统中的系统服务通常运行在独立的进程中以确保稳定性。 2. 线程 1资源共享需求高
如果不同任务需要频繁地共享数据或资源线程是更好的选择因为同一进程内的线程可以直接访问共享内存。示例多线程Web服务器各线程共享同一个缓存池和数据库连接池。 2 轻量级并发
线程创建和切换的开销较小适合处理大量轻量级并发任务。示例实时聊天应用中的消息处理游戏开发中的多任务处理。 3响应性要求高
在需要快速响应用户请求的应用中使用线程可以避免长时间的计算任务阻塞用户界面。示例图形用户界面GUI应用程序后台线程处理数据主线程响应用户操作。 4I/O密集型任务
线程可以用于处理I/O密集型任务因为它们可以在等待I/O操作时不阻塞整个进程。示例文件下载、网络请求处理。
选择进程还是线程的考虑因素
内存使用进程有独立的内存空间内存使用较多线程共享内存使用较少。性能进程间通信成本高适合长时间运行的任务线程之间通信快但需要同步机制避免资源竞争。开发难度线程编程复杂需要处理同步和死锁问题进程则比较独立但需要处理进程间通信。 2. TCP/IP分几层每层的核心任务是什么
1TCP/IP分四层网络接口层、网络层、传输层、应用层
2每层核心任务 1. 网络接口层 负责在物理网络上发送和接收数据帧处理与网络硬件设备的接口 处理数据链路层和物理层的功能包括帧的封装和解封装、物理地址的处理以及实际的介质访问控制 2. 网络层 负责数据包的路由选择和转发即如何将数据包从源地址发送到目的地址 3. 传输层 提供端到端的通信服务包括建立、管理和终止传输连接保证数据传输的可靠性和正确性 4. 应用层 提供应用程序之间的通信和数据交换处理具体的应用程序协议定义应用程序间如何交换数据 3. HTTP的端口号是什么端口号的作用是什么
1HTTP的默认端口号是80
2端口号的定义和作用 1. 定义端口号是计算机网络中用于标识不同服务和应用程序的逻辑地址 2. 作用 1区分服务在同一台主机上运行多个网络服务时端口号用于区分不同的服务。例如HTTP通常使用端口80而HTTPS通常使用端口443。 2数据传输当数据包到达一台主机时端口号用于将数据包准确地传递给相应的应用程序或服务。这样即使多种服务同时运行也能确保数据被发送到正确的目的地。 3安全控制通过开放或关闭特定端口管理员可以控制网络访问增强安全性。例如可以通过防火墙设置来允许或禁止某些端口的通信。 4. http的作用中文名是什么主要用在什么地方
1http的作用 1. 通信基础 http是客户端和服务器之间通信的基础协议定义了客户端如浏览器与服务器之间如何请求和传输数据 2. 数据传输 http用于传输多种类型的数据包括文本HTML、图像、音视频
2中文名超文本传输协议
3用处 1. Web浏览 主要用于浏览器和Web服务器之间的数据传输。当用户输入网址并访问网页时浏览器通过HTTP与服务器通信以获取网页内容 2. API通信 现代Web应用广泛使用HTTP作为API应用程序编程接口通信协议以交换数据。例如RESTful API通常使用HTTP协议 3. 文件传输 虽然专门的文件传输协议如FTP也很常见但HTTP也经常用于下载和上传文件 4. 网络服务 如云计算服务、微服务架构等使用HTTP进行服务间的通信 5. TCP传输控制协议和UDP用户数据报协议的区别
1连接性 1. TCP面向连接的协议。在数据传输前TCP需要在发送方和接收方之间建立一个连接这个过程称为“三次握手”。连接建立后数据可以可靠地传输结束时通过“四次挥手”断开连接。 2. UDP无连接的协议。UDP在发送数据前不需要建立连接直接将数据发送给接收方不保证数据的顺序和完整性。
2可靠性 1. TCP提供可靠的数据传输。TCP通过序列号、确认应答、重传机制、流量控制和拥塞控制等技术确保数据不丢失、不重复且按顺序到达 2. UDP不提供可靠性保障。UDP不保证数据包能被正确接收也不提供重传、排序、流量控制等机制数据可能丢失、重复或乱序
3速度和效率 1. TCP由于需要建立连接、确认数据、重传丢失的数据等TCP的开销较大数据传输速度相对较慢。 2. UDPUDP协议头部开销小传输速度快因为它省去了连接建立和数据确认的步骤更适合实时应用
4流量控制和拥塞控制 1. TCP具有流量控制和拥塞控制机制。流量控制防止发送方过快发送数据导致接收方处理不过来拥塞控制则避免网络拥堵 2. UDP没有流量控制和拥塞控制机制因此不会调整发送速度
5适用场景 1. TCP适用于需要可靠性、数据完整性和顺序传输的应用
网页浏览HTTP、HTTPS文件传输FTP电子邮件SMTP、IMAP、POP3远程登录SSH 2. UDP适用于对速度要求高、容忍一定数据丢失的应用
视频直播和实时音频如视频会议、IP电话VoIP在线游戏一些快速响应的网络游戏广播和多播通信如网络广播、局域网内的服务发现
6报文格式和长度 1. TCP报文段包括源端口号、目标端口号、序列号、确认号、数据偏移、控制位、窗口大小、校验和、紧急指针、选项和填充等头部较复杂且较长 2. UDP数据报包含源端口号、目标端口号、长度和校验和头部非常简洁长度固定为8字节。 综上所述TCP适合需要高可靠性和数据完整性传输的应用而UDP则适用于需要快速传输且对数据丢失要求不高的应用。选择使用TCP或UDP取决于应用程序的具体需求和网络环境。 6. 三次握手的过程 三次握手是TCP传输控制协议连接建立的过程用于确保客户端和服务器之间建立可靠的通信链路。这个过程由三个步骤组成因此称为“三次握手”
1第一次握手SYN
客户端向服务器发送一个SYN同步序列编号报文段表示客户端希望建立连接。这个报文段中包含一个初始的序列号Sequence Number例如SEQ x。
2第二次握手SYN-ACK 服务器收到客户端的SYN报文段后回应一个SYN-ACK报文段。这个报文段包括服务器的SYN序列号例如SEQ y以及对客户端SYN的确认号Acknowledgment Number即ACK x 1。服务器用这个确认号来告诉客户端它收到了客户端的SYN请求并且正在等待客户端的响应
3第三次握手ACK 客户端收到服务器的SYN-ACK报文段后发送一个ACK报文段给服务器确认接收到服务器的SYN报文段。这个报文段中包含的确认号是ACK y 1表示客户端已经接收到了服务器的SYN报文段并确认了它的序列号 完成以上三次握手后TCP连接正式建立双方可以开始数据传输。这个过程确保了通信的可靠性和双方的同步避免了丢包或混乱的情况。 7. 线程什么时候互斥、什么时候同步 互斥Mutual Exclusion的目的是防止多个线程同时访问共享资源如变量、文件、数据库等从而避免竞争条件Race Condition的发生。当一个线程正在访问共享资源时其他线程被阻止直到该线程释放资源。这通常使用互斥锁mutex来实现。
1互斥 1. 修改共享数据多个线程可能同时尝试修改共享数据这时需要互斥来确保数据的完整性 2. 访问临界区临界区是指一个需要被单独访问的代码块多个线程不能同时执行这个代码块 3. 控制硬件资源如打印机、网络连接等硬件资源通常需要互斥机制来确保只有一个线程在某一时刻可以使用它 同步Synchronization的目的是协调线程的执行顺序确保线程按照预期的顺序执行某些操作。与互斥不同同步不仅限于共享资源的访问还可以用于协调多个线程之间的活动。
2同步 1. 任务依赖性一个线程的任务依赖于另一个线程的任务完成。例如线程A必须等待线程B计算出结果后才能继续执行 2. 事件通知一个线程需要等待另一个线程完成某个事件才能继续。例如主线程等待子线程完成某个工作然后汇总结果 3. 线程通信线程之间通过某种机制如条件变量、信号量等进行通信确保它们能够在适当的时间点进行协作
互斥主要用于避免多个线程同时访问共享资源从而防止数据竞争和不一致。同步主要用于协调线程执行顺序确保线程之间的正确协作和通信。 8. 进程间为什么要通信进程间通信的方式有几种
1进程间通信的原因作用 1. 数据共享 当进程间需要共享数据时需要进行通信。如客户端-服务器模型中的数据传输或多个进程共同操作一个共享资源例如数据库 2. 资源分配和协调 多个进程可能需要协作来完成某项任务通信机制可以帮助它们协调资源的使用和任务的调度。 3. 同步和控制 有些应用程序需要多个进程按照特定的顺序执行进程间通信可以用于进程同步和控制 4. 模块化设计 现代软件开发中应用程序通常被设计成多个独立的进程模块这些模块通过通信来实现整体功能 5. 负载均衡和任务分配 在分布式系统中进程间通信有助于将任务分配给不同的进程以实现负载均衡
2进程间通信的方式 1. 管道 这是最古老和基本的IPC机制之一。管道允许两个进程通过一个单向数据流进行通信。通常有匿名管道和命名管道FIFO 2. 消息队列 消息队列是一种基于消息的通信机制允许进程以消息为单位进行通信。消息可以被存储在队列中供接收进程读取 3. 共享内存 共享内存是最快的IPC机制因为它允许多个进程直接访问相同的内存区域。为了保护数据一致性通常需要同步机制如信号量 4. 信号 信号是一种用于进程间传递通知的机制。它们可以用来通知进程某个事件的发生如终止、暂停等 5. 套接字 套接字是一种强大的IPC机制尤其适用于分布式系统中的网络通信。进程可以通过网络协议如TCP/IP进行通信 6. 信号量 信号量用于进程同步和互斥控制。它可以限制对共享资源的并发访问防止数据竞争 9. C语言static什么时候用extern什么时候用static和extern的区别 在C语言中static和extern关键字用于控制变量和函数的链接和可见性
1static关键字 1. 局部变量 1作用将局部变量声明为static时这个变量在函数调用之间保持其值不变而不是每次调用函数时重新创建和初始化 2示例每次调用example函数时count的值都会递增而不是重新初始化为0
void example() {static int count 0;count;printf(%d\n, count);
}2. 全局变量 1作用将全局变量声明为static时这个变量只在声明它的文件中可见即具有文件范围的可见性 2示例globalVar只能在其声明的文件中使用其他文件无法访问
static int globalVar 10;3. 函数 1作用将函数声明为static时这个函数只在声明它的文件中可见 2示例
static void helperFunction() {// 仅在此文件中可见
}2extern 关键字 1. 变量声明 1作用extern用于声明一个在其他文件中定义的变量。它告诉编译器这个变量的定义在另一个文件中。 2示例
// file1.c
int globalVar 10;// file2.c
extern int globalVar;
void printVar() {printf(%d\n, globalVar);
}file2.c文件中的extern int globalVar;声明表示globalVar在其他文件如file1.c中定义。 2. 函数声明 1作用默认情况下函数的声明和定义是extern的即在一个文件中声明的函数可以在其他文件中使用而无需显式声明extern 2示例
// file1.c
void myFunction() {// 函数定义
}// file2.c
extern void myFunction();
void callFunction() {myFunction(); // 调用file1.c中的函数
}3static和extern的区别 1. 可见性作用范围 1static限制变量或函数的作用范围仅在声明它的文件或函数内可见 2extern展变量或函数的作用范围可以跨文件访问 2. 链接 1static内部链接仅在单个文件内部有效 2extern外部链接可以在多个文件之间共享 3. 用途 1static用于需要在函数调用之间保持状态的局部变量或限制全局变量和函数的作用范围以避免命名冲突 2extern用于跨文件共享变量和函数 10. 冒泡排序法
1定义 冒泡排序Bubble Sort是一种简单的排序算法它通过重复地遍历待排序的列表依次比较相邻的两个元素如果顺序错误就交换它们的位置。这个过程会持续进行直到整个列表有序为止。
2核心思想 通过多次遍历将最大的元素冒泡到列表的末尾 11. linux中栈默认有多大
1在现代Linux系统中用户级进程的栈大小通常是8MB兆字节
2对于Linux内核内核栈的大小是固定的对于x86_64架构内核栈大小通常是16KB或32KB 12. 链表和数组的区别
1存储方式 1. 数组 数组中的元素在内存中是连续存储的。数组的大小在声明时就必须确定并且在使用过程中不可改变 2. 链表 链表中的元素称为节点在内存中可以不连续存储。每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表可以动态地调整大小添加或删除元素时不需要移动其他元素
2内存使用 1. 数组 由于数组的内存是连续分配的申请较大数组时可能会因为内存碎片问题而导致分配失败。此外数组的大小固定可能会造成内存浪费或不足 2. 链表 链表每个节点单独分配内存节点只在需要时分配因此更加灵活但也会带来额外的内存开销存储指针的空间
3访问速度 1. 数组 数组支持快速的随机访问任何元素的访问时间复杂度都是 (O(1))因为可以直接通过索引访问 2. 链表 链表的随机访问较慢时间复杂度为 (O(n))因为需要从头节点开始逐个遍历到目标节点
4插入和删除 1. 数组 在数组中间插入或删除元素通常比较麻烦因为需要移动其他元素时间复杂度为 (O(n)) 2. 链表 在链表中插入或删除元素比较高效特别是当操作发生在链表的头部或尾部时只需修改指针即可时间复杂度为 (O(1))。然而在链表中间位置操作时仍然需要遍历复杂度为 (O(n))
5空间利用率 1. 数组 数组大小固定不容易调整可能会导致内存浪费分配多余的空间或不足需要更多的空间但无法扩展 2. 链表 链表按需分配内存可以更好地利用内存但由于每个节点都有指针额外的指针存储也会增加内存开销
6实现难度 1. 数组 数组的实现和使用较为简单C语言标准库中直接支持 2. 链表 链表的实现相对复杂需要处理指针的分配和释放并防止内存泄漏。
7应用场景 1. 数组 适用于需要频繁随机访问的场景如矩阵运算、查找算法等 2. 链表 适用于需要频繁插入和删除的场景如队列、栈、图的邻接表表示等 13. linux查看进程的命令
1ps -ef: 以完整格式显示所有进程
2top 命令提供了实时更新的系统进程列表并显示了CPU和内存的使用情况 14. 应用层的协议都有什么有什么作用
1HTTP超文本传输协议用于在Web服务器和客户端之间传输超文本文档支持万维网上的数据传输
2HTTPS超文本传输安全协议HTTP的安全版本使用SSL/TLS加密通信内容保证数据传输的安全性。
3FTP文件传输协议用于在网络上传输文件的标准协议提供文件上传、下载和管理功能
4DNS域名系统用于将域名映射到IP地址的分布式数据库系统使得用户能够通过域名访问网站。
5DHCP动态主机配置协议用于自动分配IP地址、子网掩码、网关等网络配置信息给计算机方便网络中的设备进行通信 15. 插入排序的概念以从小到大为例
1从数组的第二个元素开始依次处理每一个元素
2对于当前处理的元素从元素左边第一个元素开始将其与之前已经排好序的元素进行比较将比当前元素大的元素向右移动为当前元素腾出位置找到适当的位置插入。
3重复上述步骤直到处理完所有元素 16. 查看网络状态用什么命令
1ifconfig用于显示和配置网络接口
2ip addr show用于显示和配置网络接口、路由、策略路由等
3ping www.baidu.com用于测试与目标主机的连通性 17. ubuntu中的linux操作系统中对目录的操作流程是什么/ 18. 线程的作用
1提高程序的执行效率 多线程可以让程序并发地执行多个任务从而提高了程序的执行效率。多个线程可以在多核处理器上并行运行使得计算资源得到更充分的利用
2改善程序的响应性 在用户界面程序中使用多线程可以使得程序在进行后台计算的同时依然能够响应用户的输入。例如一个线程可以负责处理用户输入另一个线程可以进行复杂的计算或数据加载
3实现异步操作 线程可以用于实现异步操作例如在网络编程中一个线程可以负责发送和接收数据而主线程可以继续处理其他任务不必等待网络操作完成
4实现资源共享 同一进程中的多个线程可以共享进程的资源如内存、文件句柄等从而提高了资源利用率和数据处理效率。这使得线程间通信和数据共享变得更加方便和高效
5任务分解 线程使得复杂任务可以被分解为多个子任务每个子任务由一个线程来完成。这样可以简化程序设计并使得任务处理更加高效 19. 内存分布图有哪几个区 当一个进程被创建时操作系统会给它分配一个独立的内存空间。这个内存空间通常分为以下几个主要部分
1文本区存储可执行程序的机器语言代码通常是只读的。这部分包含了程序的指令
2数据区存储全局变量、静态变量和常量。这部分可以进一步细分为初始化的数据段和未初始化的数据段BSS段
3堆区动态分配的内存空间用于存储程序运行时动态分配的数据。堆的大小不固定可以在程序运行时动态调整
4栈区存储函数的局部变量、函数参数和函数调用的上下文信息。栈是一个后进先出的数据结构用于实现函数的调用和返回
5内核用于存储操作系统内核的代码和数据只能被操作系统内核访问
6堆栈段用于存储函数调用和返回的地址以及局部变量等信息
7共享库区/动态链接库区存储共享库或动态链接库的代码和数据多个进程可以共享这个区域以节省内存 20. 信号的作用
1通知接收进程发生了特定事件
2进程间的同步操作一个进程可以向另一个发送信号以通知其某个事件已发生
3处理进程中的错误或者异常情况
4终止进程
5进程管理启动、停止、暂停、恢复进程等
6为进程进行定时和闹钟信号
7进程间通信 21. const用法
1定义 在C语言中const 是一个关键字用于定义常量。使用 const 关键字声明的变量被称为常量其值在程序执行期间不能被修改
2用法 1. 定义常量
const int MAX_VALUE 100;
const float PI 3.14159;2. 函数参数中的const
void printMessage(const char *message) {printf(%s, message);
}这里 const char *message 表示指向字符型常量的指针message 指向的内容在函数中不会被修改 3. 常量指针
int value 10;
const int *ptr value; // ptr 是一个指向整型常量的指针4. 指向常量的指针
int value 20;
int *const ptr value; // ptr 是一个指向整型变量的常量指针5. 常量修饰函数返回值
const int getValue() {return 42;
}6. 常量全局变量
const int GLOBAL_CONST 50;7. 常量数组
const int arr[] {1, 2, 3, 4, 5};22. c语言中Volatile的定义和作用
1定义 在C语言中volatile 是一个关键字用于告诉编译器该变量的值可能会在程序执行过程中被意外地改变因此编译器不应该对这个变量进行优化。volatile 常用于描述那些可以被意外更改的变量例如硬件寄存器、多线程共享变量或者信号处理器等
volatile int sensorValue;2作用 1. 禁止编译器优化 volatile 告诉编译器该变量的值可能会在编译器可见范围之外的地方发生改变因此编译器不应该对其进行优化以避免因为优化而导致意外行为。 2. 多线程通信 在多线程编程中volatile 也可以用来在不同的线程之间传递数据确保数据的可见性 3. 硬件寄存器访问 当处理硬件寄存器等可能在编译器控制之外发生变化的变量时使用 volatile 可以确保每次访问都会重新从内存中加载变量的值而不是使用寄存器中的缓存值。 4. 信号处理器 在信号处理程序中一般需要将被信号回调修改的变量声明为 volatile以确保程序正确地处理信号 23. TCP为什么安全可靠 TCPTransmission Control Protocol是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议
1数据完整性 TCP使用校验和来验证数据的完整性。在数据传输过程中数据被分为多个数据包每个数据包都有一个校验和。接收端会对接收到的数据包进行校验和计算如果发现数据包损坏就会要求重新发送
2确认机制 TCP使用确认机制确保数据的可靠传输。当发送端发送数据后接收端会发送确认消息告诉发送端数据已经接收。如果发送端在合适的时间内没有收到确认它会重发数据
3流量控制 TCP通过使用滑动窗口协议进行流量控制确保发送方发送的数据不会超过接收方处理能力。这样可以避免数据丢失和网络拥塞
4拥塞控制 TCP使用拥塞控制算法来避免网络拥塞。通过动态调整发送数据的速率TCP可以在网络出现拥塞时减缓发送速度以保证网络的稳定性
5 顺序传输 TCP保证数据包按照发送的顺序到达接收端避免了数据乱序的情况
6三次握手和四次挥手 TCP建立连接时使用三次握手来确保双方都准备好数据传输而关闭连接时使用四次挥手来优雅地关闭连接避免数据丢失和资源泄漏
7可靠性 TCP提供了端到端的可靠性传输即使在网络发生故障或数据包丢失的情况下也可以恢复数据传输 24. 应用层的协议有哪些
1HTTP 用于在Web浏览器和Web服务器之间传输超文本文档是万维网的核心协议
2HTTPS 在HTTP的基础上增加了加密和身份验证机制通过SSL/TLS来保护数据传输的安全性
3FTP 用于在客户端和服务器之间传输文件
4SMTP 用于在邮件服务器之间传递电子邮件 5POP3 用于接收电子邮件将邮件从邮件服务器传输到客户端
6IMAP 也用于接收电子邮件与POP3不同的是IMAP在客户端和邮件服务器之间保留邮件的副本
7DNS 用于将域名映射为IP地址实现域名解析
8DHCP 用于动态分配IP地址和其他网络配置参数给设备
9SNMP 用于网络设备管理、监控和信息采集
10WebSocket 提供全双工通信的协议用于实时的Web应用程序 25. 线程间为什么要加锁
1保护共享资源 当多个线程同时访问共享资源时如果没有适当的同步机制可能会导致数据竞争和不一致性。通过加锁可以确保在任何时候只有一个线程可以访问共享资源避免数据混乱
2确保操作的原子性 某些操作需要原子执行即不可被中断。通过加锁可以确保这些操作在任何时候都是原子执行的不会被其他线程打断
3避免死锁 通过合理设计和使用锁可以避免死锁的发生。死锁是指两个或多个线程互相等待对方持有的资源而无法继续执行的情况
4保护临界区 临界区是指一段代码只能被一个线程同时执行以防止多个线程同时执行可能导致问题的代码段。使用锁可以保护临界区确保在同一时间只有一个线程可以执行其中的代码
5确保数据的一致性 在涉及到多线程操作的情况下通过加锁可以确保数据的一致性避免数据更新中出现的异常情况
6提高程序可靠性和稳定性 26. strcpy和strncpy的区别
1strcpy目标缓冲区要比源字符串大 1. strcpy用于将一个字符串复制到另一个字符串中直到遇到空字符\0 2. 如果源字符串比目标字符串长strcpy会继续复制直到遇到源字符串的空字符并可能导致目标字符串缓冲区溢出 3. strcpy不提供截断或限制复制的功能因此需要确保目标缓冲区足够大以容纳整个源字符串
char dest[20];
char source[] Hello, World!;
strcpy(dest, source); // 将 source 复制到 dest 中2strnpy 1. strnpy用于将一个字符串的一部分复制到另一个字符串中并最多复制指定的字符数 2. 第三个参数指定要复制的最大字符数即使源字符串比这个数目长也会在指定的字符数后停止复制如果源字符串长度小于指定字符数则用空字符填充 3. strnpy能够避免目标缓冲区溢出的风险但需要注意可能会受到空字符填充的影响
char dest[10];
char source[] Hello, World!;
strncpy(dest, source, sizeof(dest) - 1); // 将 source 的一部分复制到 dest 中最多复制 sizeof(dest) - 1 个字符
dest[sizeof(dest) - 1] \0; // 手动添加空字符以确保目标字符串以空字符结尾总的来说strnpy更安全一些可以避免缓冲区溢出问题而strcpy则更简洁但需要确保目标缓冲区足够大 27. 搭建简单的http服务器
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include unistd.h
#include arpa/inet.h#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024void handle_client(int client_socket) {char buffer[BUFFER_SIZE];int read_size;// 读取客户端请求read_size recv(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0);if (read_size 0) {// 打印请求信息buffer[read_size] \0;printf(Received request:\n%s\n, buffer);// 构造HTTP响应const char *response HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\nContent-Length: 13\r\n\r\nHello, World!;// 发送响应send(client_socket, response, strlen(response), 0);}// 关闭客户端连接close(client_socket);
}int main() {int server_socket, client_socket;struct sockaddr_in server_addr, client_addr;socklen_t client_addr_len sizeof(client_addr);// 创建服务器套接字server_socket socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (server_socket 0) {perror(Socket creation failed);exit(EXIT_FAILURE);}// 绑定套接字到指定端口server_addr.sin_family AF_INET;server_addr.sin_addr.s_addr INADDR_ANY;server_addr.sin_port htons(PORT);if (bind(server_socket, (struct sockaddr *)server_addr, sizeof(server_addr)) 0) {perror(Bind failed);close(server_socket);exit(EXIT_FAILURE);}// 监听端口if (listen(server_socket, 10) 0) {perror(Listen failed);close(server_socket);exit(EXIT_FAILURE);}printf(Server is listening on port %d...\n, PORT);// 主循环接受并处理客户端连接while (1) {client_socket accept(server_socket, (struct sockaddr *)client_addr, client_addr_len);if (client_socket 0) {perror(Accept failed);continue;}handle_client(client_socket);}// 关闭服务器套接字close(server_socket);return 0;
}28. c语言中声明和定义的区别
1声明 声明是告诉编译器某个变量、函数或类型的存在和它的类型信息但并不分配内存或提供实现。声明通常出现在头文件中
extern int x; // 变量声明表示某处有一个名为 x 的 int 型变量
int add(int, int); // 函数声明表示某处有一个名为 add 的函数接受两个 int 型参数并返回 int 型结果在上述示例中extern int x是一个变量声明它告诉编译器在其他地方有一个名为x的int变量但并不在此分配内存或赋值。同样int addintint是一个函数声明它告诉编译器有一个名为add函数但并不提供该函数的实现
2定义 定义是实际创建变量或函数并为其分配内存或提供实现。定义不仅告诉编译器某个标识符的类型信息还会分配内存空间对于变量或提供具体的实现对于函数
int x 10; // 变量定义分配内存并初始化
int add(int a, int b) // 函数定义提供具体实现
{return a b;
}在上述实例中int x 10是一个变量定义它不仅告诉编译器x是一个int型变量还为x分配内存并初始化为 10。同样int addint aint b是一个函数定义它提供了add函数的具体实现 总结
声明只提供类型信息不分配内存或实现功能。定义提供类型信息并分配内存或实现功能。 声明和定义的区别主要在于是否分配内存和提供实现。一个变量或函数可以有多次声明但只能有一次定义 29. 使用进程的目的和作用
1资源隔离 进程具有独立的地址空间这意味着一个进程不能直接访问另一个进程的内存。这种隔离有助于提高系统的稳定性和安全性因为一个进程的错误不会直接影响到其他进程
2并行执行 通过使用多个进程程序可以同时执行多个任务。这种并行执行可以提高应用程序的性能特别是在多核处理器上每个进程可以在不同的处理器核上独立运行从而充分利用硬件资源
3提高系统可靠性 进程隔离使得一个进程的崩溃不会影响到其他进程。这种隔离有助于构建更加可靠的系统。例如在Web服务器中每个请求可以由一个独立的进程处理这样即使一个请求处理失败也不会影响其他请求的处理
4简化编程模型多文件编程 使用进程可以简化一些复杂任务的编程模型。例如在一些应用程序中不同的模块可能需要不同的权限或资源通过将这些模块分成不同的进程可以更容易地管理和分配资源
5多用户支持 进程允许多个用户在同一系统上同时运行各自的程序。操作系统可以为每个用户创建独立的进程从而确保每个用户的程序运行在各自独立的地址空间中互不干扰。
6任务管理和调度 操作系统使用进程来管理和调度任务。进程调度程序决定哪个进程应该在任何给定时间运行从而实现多任务处理和资源优化利用。
7开发和调试 进程的独立性使得开发和调试更加容易。开发人员可以在不影响系统其他部分的情况下启动、停止和调试进程。这种独立性还使得错误隔离更加容易便于发现和修复问题
8安全性 进程隔离有助于提高系统的安全性。敏感操作可以放在独立的进程中运行限制其他进程对其资源的访问。这种设计可以减少系统被攻击的风险因为恶意代码在一个进程中的影响范围被限制在该进程内 30. 内存碎片、内存泄漏和内存溢出的定义和区别
1内存碎片 内存碎片是指由于频繁的内存分配和释放操作导致内存中空闲块被分割成许多不连续的小块从而无法满足较大内存块的分配需求尽管总的空闲内存量可能足够
2内存泄漏malloc之后没有free 内存泄漏是指程序在动态分配内存后没有释放它从而导致这些内存无法再被使用或回收。随着时间的推移内存泄漏会导致系统可用内存逐渐减少最终可能导致程序或系统崩溃
3内存溢出 内存溢出是指程序尝试使用超过可用内存范围的内存从而导致程序崩溃或产生不可预测的行为。内存溢出通常发生在堆栈空间耗尽或动态内存分配失败时 1. 栈溢出递归过多 当函数递归调用过深或局部变量过多时可能会导致栈空间耗尽从而引发栈溢出 2. 堆溢出malloc过大 当程序动态分配的内存超过系统可用内存时会导致堆溢出 31. IO学了什么
1文件IO 包括打开、读取、写入、关闭文件等操作。在Linux中文件被视为一种特殊类型的设备
2套接字socketIO 用于网络通信可以通过套接字进行数据的发送和接收
3标准IO 包括标准输入stdin、标准输出stdout和标准错误stderr用于处理用户输入和程序输出
4管道PipeIO 用于在进程间进行通信包括匿名管道和命名管道
5设备IO 用于与硬件设备进行通信包括磁盘、网络接口、串行端口等
6内存映射IO 将文件或设备映射到内存中实现对文件内容的直接访问
7控制台IO 用于与终端设备进行交互包括控制台输入和输出 32. 在Linux操作系统中怎么获得内存的大小
1free 使用free命令可以显示系统当前的内存使用情况包括总内存、已用内存、空闲内存等。在终端中输入以下命令可以查看内存信息
free -h2top top 或 htop 命令可以显示系统的实时进程和资源使用情况包括内存使用情况 33. 库函数用man1、man2和man3查询有什么区别
1man1用户命令
2man2系统调用
3man3库函数 34. c语言和linux高级编程的区别 C语言是一种编程语言 Linux高级编程则是指在Linux环境下进行程序开发的技术。Linux高级编程涉及到对Linux系统的深入理解包括文件系统操作、进程管理、网络编程、系统编程等方面的知识 35. fgets和fputs的文件拷贝是怎么实现的
1打开源文件和目标文件一个用于读取内容一个用于写入内容
2使用 fgets 从源文件逐行读取内容
3使用 fputs 将读取的内容逐行写入到目标文件中
4重复步骤2和步骤3直到源文件全部读取完毕
5重复步骤2和步骤3直到源文件全部读取完毕
#include stdio.hint main() {FILE *source_file fopen(source.txt, r);FILE *target_file fopen(target.txt, w);if (source_file NULL || target_file NULL) {perror(Error opening file);return 1;}char buffer[1024];while (fgets(buffer, sizeof(buffer), source_file) ! NULL) {fputs(buffer, target_file);}fclose(source_file);fclose(target_file);printf(File copied successfully.\n);return 0;
}36. 常用的数据结构有哪些
1数组Array一组按照顺序存储的相同类型数据元素集合。数组的访问速度快但大小固定
2链表Linked List由节点组成的集合每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表可以动态分配内存插入和删除元素效率高
3栈Stack先进后出FILO的数据结构只能在栈顶进行插入和删除操作
4队列Queue先进先出FIFO的数据结构只能在队尾插入在队首删除元素
5树Tree由节点构成的层次结构包括二叉树、二叉搜索树、平衡树、红黑树等。树用于模拟具有层次关系的数据
6图Graph由节点顶点和边边缘组成的数据结构用于表示各种关系
7哈希表Hash Table通过哈希函数将键映射到值的数据结构实现快速的查找和插入操作
8堆Heap一种特殊的树形数据结构包括最小堆和最大堆用于高效地查找最大或最小元素 37. 栈和队列有什么相同点
1都是线性数据结构栈和队列都是线性数据结构数据元素按照一定的顺序排列
2支持特定操作栈和队列都支持特定的操作例如压栈Push和出栈Pop对于栈入队Enqueue和出队Dequeue对于队列
3限制操作位置栈和队列都有限制在何处插入或删除元素的规则。栈只能在栈顶进行插入和删除操作后进先出LIFO而队列只能在队尾插入在队首删除元素先进先出FIFO 38. 进程状态的切换有哪几种
1就绪Ready当进程具备运行的条件等待被调度执行时处于就绪状态。这表示进程已经准备好运行只需分配CPU时间
2运行Running正在被处理器执行的进程处于运行状态。在任何给定的时间点只有一个进程能够在单个处理器上运行
3阻塞Blocked当进程等待某个事件发生例如等待I/O操作完成或等待消息发送时会进入阻塞状态。在此状态下进程暂时停止执行直到等待的事件发生
4终止Terminated进程执行完毕或者由于某种原因被终止处于终止状态。在这种状态下进程将被系统移出正在运行的进程队列并释放其占用的系统资源 39. 父进程和子进程运行期间的关系是什么
1父子进程共享代码段在许多操作系统中父进程和子进程会共享代码段。这意味着子进程在创建时会复制父进程的代码段这样可以减少系统资源的占用
2父子进程共享文件描述符父进程和子进程也会共享文件描述符。这意味着如果一个进程打开了一个文件子进程也可以访问该文件除非文件描述符被显式关闭
3父子进程独立的数据空间尽管父子进程共享代码段但它们通常具有独立的数据空间。这意味着它们的变量、堆栈等数据结构是独立的一个进程对这些数据的修改不会影响另一个进程
4进程ID关系每个进程都有一个唯一的进程标识符PID。在一个子进程创建时它会继承父进程的PID并且有一个独立的子进程ID
5关系解除当一个进程终止时它的所有子进程会成为孤儿进程操作系统将这些孤儿进程的父进程设置为init进程在Unix系统中通常是PID为1的进程。这样确保系统中的所有进程都有一个父进程 40. linux中目录操作有哪几种
1pwd (Print Working Directory) 显示当前所在的目录路径
2ls 列出当前目录中的文件和子目录。
3ls -l 以详细信息列表显示文件和目录。
4ls -a 显示包括隐藏文件在内的所有文件和目录
5cd (Change Directory) 改变当前工作目录
6mkdir 创建一个新目录
7rmdir 删除一个空目录、rm -r 递归删除目录及其内容。
8mv 移动或重命名目录
9tree 显示目录结构树需要安装tree工具 41. 编译程序什么时候会用多任务makefile 在编译程序时使用多任务也称为并行编译可以显著加快编译速度尤其是对于大型项目
1大型代码库当项目规模很大包含很多源文件和模块时逐个编译这些文件会非常耗时。使用多任务编译可以同时编译多个文件从而加快整体编译速度
2多核处理器现代计算机通常具有多核CPU。如果编译过程只是单线程运行那么只有一个CPU核心在工作而其余核心则处于空闲状态。多任务编译可以充分利用所有可用的CPU核心提高编译效率
3持续集成/持续部署CI/CD在CI/CD管道中快速完成编译和测试是非常重要的。使用多任务编译可以缩短每次构建的时间从而加快开发和发布的周期
4开发人员生产力在日常开发中频繁的编译是常见的。通过加快编译过程开发人员可以更快地得到反馈提高生产力 42. 编译多任务程序时是首选进程还是线程
1进程 1. 优点 1隔离性好进程拥有独立的地址空间彼此之间不共享内存因此一个进程崩溃不会影响其他进程 2并行度高在多核处理器上每个进程可以独立运行充分利用多核的优势 3平台独立大多数编译工具链如Makefile、Ninja默认使用进程来实现并行编译因为它们在不同操作系统上都可以一致地工作 2. 缺点 1开销大进程间通信IPC和进程切换的开销较高特别是进程数目很多时 2资源占用高每个进程都有自己的资源内存、文件句柄等资源占用较高
2线程 1. 优点 1轻量级线程之间共享地址空间和资源创建和销毁的开销较小 2通信方便线程之间共享内存数据传递更加高效 2. 缺点 1安全性差由于线程共享内存数据同步和线程安全问题需要额外处理可能引入复杂性 2可移植性线程的实现和管理在不同的操作系统上存在差异跨平台编译工具往往选择进程而非线程 大多数编译工具链选择使用进程而不是线程来实现多任务编译主要原因是进程的隔离性和跨平台支持更好。尽管进程的开销较大但在编译任务中这种开销通常是可以接受的。线程虽然轻量级但需要处理更多的同步和安全问题因此在编译任务中并不常见。 因此在大多数情况下编译多任务程序时首选使用进程而不是线程。如果你在开发自己的编译工具或需要进行非常细粒度的并行任务调度才可能考虑使用线程 43. 查数据库如何升序打印按grade列 44. 编译程序如何选择数据库 编译程序通常不会直接选择数据库因为编译程序的主要功能是将高级语言代码翻译成机器语言。数据库是用来存储数据的软件一般用于应用程序的数据存储和管理。在开发应用程序时开发人员会根据应用程序的需求和特性来选择最适合的数据库
1数据模型根据应用程序的数据结构和关系模型选择适合的数据库类型如关系型数据库如MySQL、PostgreSQL、NoSQL数据库如MongoDB、Cassandra
2性能要求根据应用程序对读取和写入数据的频率和量选择具有高性能的数据库系统
3可靠性和稳定性考虑数据库系统的可靠性和稳定性以确保数据的安全性和持久性
4扩展性如果应用程序需要处理大量数据或需要随着业务增长进行扩展选择支持水平和垂直扩展的数据库系统
5数据库管理经验考虑团队中开发人员对不同数据库系统的熟悉程度和经验以便于开发、部署和维护数据库
6成本考虑数据库系统的许可成本、维护成本和扩展成本选择符合预算的数据库系统
7生态系统和支持考虑数据库系统的生态系统和支持情况如社区支持、文档和工具等 45. 语言编程中不想遍历元素但是想找到某些特定元素怎么实现 在C语言编程中如果你不想遍历整个数据结构比如数组或链表而是想要找到特定元素可以考虑使用一些高效的查找算法。以下是一些常用的查找算法
1二分查找Binary Search适用于已排序的数组通过不断将查找范围减半快速定位目标元素
2哈希表Hash Table利用哈希函数将元素映射到哈希表中的位置以快速检索元素
3二叉搜索树Binary Search Tree根据节点值的大小关系构建二叉树可以快速定位目标元素 46. 怎么定义一个整形5个元素的数据指针int (*ptr)[5]
1在C语言中数组指针是指向数组的指针它可以用来访问数组中的元素。
2定义一个整型5个元素的数组指针可以通过以下方式实现
int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5};
int (*ptr)[5]; // 定义一个指向包含5个整数的数组的指针
ptr arr; // 指向数组arr 47. http交互报文的格式 HTTP协议是一种用于传输超文本的应用层协议它定义了客户端和服务器之间交换数据的格式。HTTP通信通常由两部分组成请求报文和响应报文。下面是它们的基本格式
1HTTP请求报文格式
method request-target HTTP-version
Headers
Blank line
BodyGET / HTTP/1.1\r\n
Host: www.example.com\r\n
\r\n
method指定请求的类型比如GET、POST、PUT、DELETE等。request-target指定请求的目标资源的URI路径。HTTP-version指定所使用的HTTP版本通常是HTTP/1.1。Headers包含各种请求头headers如Host、User-Agent、Content-Type等。Blank line空行用于分隔请求头和请求体。Body请求的内容体比如POST请求中的表单数据
2HTTP响应报文格式
HTTP-version status-code reason-phrase
Headers
Blank line
BodyHTTP-version指定使用的HTTP版本通常是HTTP/1.1。status-code指示请求的处理状态比如200表示成功404表示未找到等。reason-phrase对状态码的简短描述。Headers包含各种响应头headers如Content-Type、Content-Length等。Blank line空行用于分隔响应头和响应体。Body响应的正文通常包含请求的结果数据。 48. 指针数组和数组指针的区别
1指针数组int *ptrArray[5] 指针数组是指一个数组其元素是指针。每个元素都可以指向一个特定类型的数据。例如int *ptrArray[5] 定义了一个包含5个指向整数的指针的数组。可以这样理解指针数组是一个数组每个元素指向不同的内存位置
int *ptrArray[5]; // 声明一个包含5个整型指针的数组
int var1 10, var2 20, var3 30;
ptrArray[0] var1; // 第一个元素指向var1
ptrArray[1] var2; // 第二个元素指向var2
ptrArray[2] var3; // 第三个元素指向var32数组指针int *ptr[5] 数组指针是指一个指针指向一个数组。在声明时指针的类型应该是指向数组的指针。例如int (*ptr)[5] 定义了一个指向包含5个整数的数组的指针
int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5};
int (*ptr)[5]; // 定义一个指向包含5个整数的数组的指针
ptr arr; // 指向数组arr指向的对象不同指针数组的每个元素都是一个指针而数组指针指向一个数组。类型声明不同指针数组声明中中括号[]出现在指针名字右边数组指针声明中中括号[]出现在*的右边。访问方式不同指针数组的元素可以通过索引访问而数组指针需要使用指针运算符*来访问数组元素
49. C语言中什么时候使用二级指针
1动态分配内存 当需要在运行时动态分配内存以存储数据结构时可以使用二级指针。通过传递指向指针的指针可以在函数内部分配内存并将结果返回给调用者
#include stdio.hvoid allocateMemory(int **ptr) {*ptr (int *)malloc(sizeof(int));**ptr 42; // 将值存储在 *ptr 指向的地址上
}int main() {int *ptr;allocateMemory(ptr);printf(Value: %d\n, *ptr);free(ptr); // 释放内存return 0;
}2多维数组 二维或多维数组实际上是以一维数组的形式存储在内存中的。通过使用二级指针可以更灵活地访问和操作多维数组的元素
3修改传递给函数的参数 语言中函数参数传递是按值传递的如果需要在函数中修改指针指向的内容必须使用指向指针的指针
4链表或树等数据结构 在实现像链表、树等动态数据结构时经常需要使用二级指针操作节点间的连接关系
5字符串处理 处理字符串时有时候需要修改指向字符串的指针本身而不仅仅是字符串内容 50. linux中进程相关的命令都有什么
1ps显示当前进程的状态信息
ps aux显示所有进程的信息。ps -ef以完整格式显示所有进程的信息
2top实时显示系统中各个进程的资源使用情况
3pstree以树状结构显示进程的父子关系
4pidof获取进程的PID
5kill向进程发送信号通常用于终止进程
kill PID发送默认的TERM信号终止指定的PID进程。kill -9 PID发送KILL信号强制终止指定的PID进程
6killall根据进程名称终止所有匹配的进程 killall process_name终止所有名称为process_name的进程 51. 什么是内存大小端如何测试大端
1大端存储内存低地址处存放高数据位内存高地址处存放低数据位
2小端存储内存低地址处存放低数据位内存高地址处存放高数据位
3程序判断内存大小端
#include stdio.hint main(void)
{int num 0x11223344;char *p (char *)num;if (0x11 *p){printf(大端!\n);}else if (0x44 *p){printf(小端!\n);}return 0;
} #include stdio.hunion u
{char a;int b;
};int main(void)
{union u u1;u1.b 1;if (u1.a){printf(小端!\n);}else {printf(大端!\n);}return 0;
} 52. epoll和poll的定义和区别 epoll和poll是Linux内核提供的两种I/O多路复用机制用于处理多个文件描述符上的I/O事件
1poll 1. 定义 poll是POSIX标准的一部分用于监控多个文件描述符以查看它们是否有I/O操作准备就绪。其函数原型如下
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);fds一个pollfd结构体数组每个元素表示一个要监控的文件描述符及其对应的事件。nfds数组的大小。timeout等待时间毫秒-1表示无限等待 2. 使用 1创建一个pollfd数组并填入要监控的文件描述符及其感兴趣的事件。 2调用poll函数传入pollfd数组及其大小。 3处理返回的事件
2epoll 1. 定义 epoll是Linux特有的用于I/O多路复用的机制相比poll和select它在处理大量文件描述符时有更好的性能。其主要接口包括
epoll_create1创建一个epoll实例。epoll_ctl向epoll实例中添加、修改或删除文件描述符。epoll_wait等待事件的发生 2. 使用 1创建一个epoll实例
int epoll_fd epoll_create1(0);2向epoll实例中添加文件描述符及其感兴趣的事件
struct epoll_event event;
event.events EPOLLIN | EPOLLOUT;
event.data.fd fd;
epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd, event);3等待事件的发生并处理
struct epoll_event events[MAX_EVENTS];
int n epoll_wait(epoll_fd, events, MAX_EVENTS, -1);
for (int i 0; i n; i) {if (events[i].events EPOLLIN) {// 处理读事件}if (events[i].events EPOLLOUT) {// 处理写事件}
}3poll和epoll区别 1. 性能
poll在每次调用时都需要遍历整个文件描述符数组因此当文件描述符数量较多时性能下降明显。epoll通过事件通知机制只返回有事件的文件描述符且内部使用红黑树和链表优化因此在处理大量文件描述符时性能更好 2. 可扩展性
poll在文件描述符数量增加时性能会线性下降。epoll可以高效地处理数万个文件描述符性能影响较小 3. API接口使用复杂性
poll使用简单适合处理较少文件描述符的场景。epoll提供了更灵活和复杂的接口适合需要高性能I/O的场景 4. 事件触发模式
poll采用水平触发level-triggered模式。epoll支持水平触发和边缘触发edge-triggered模式边缘触发模式可以减少重复的事件通知提高性能
适用场景
对于处理少量文件描述符的简单应用poll使用更方便。对于需要处理大量并发连接如高性能服务器epoll是更好的选择。
总结来说epoll在处理大量文件描述符时的性能和可扩展性方面比poll更优越但也更复杂需要更细致的编程处理 53. 什么是长连接和短连接 长连接和短连接是计算机网络中的两种不同的连接方式它们在HTTP协议中尤为常见
1短连接 每次请求都会建立一个新的连接处理完请求后立即关闭连接。HTTP/1.0协议默认使用短连接
2长连接 建立连接后多个请求复用同一个连接直到客户端或服务端主动关闭连接。 HTTP/1.1协议默认使用长连接并通过Connection: keep-alive头来实现 54. 四种IO模型
1阻塞IO 1. 举例 read读管道、gets标准输入输出等 2. 特点 1效率高没有IO事件时任务被挂起不占用CPU资源 2多个阻塞IO放在一起时会导致相互受到影响
2非阻塞IO 1. 使用fcntl函数接口能够修改文件描述符的属性为非阻塞 flags fcntl(fd, F_GETFL);//获得文件描述符的属性flags | O_NONBLOCK;//在原来属性的基础之上加上非阻塞的标志fcntl(fd, F_SETFL, flags);//将属性设置回去 2. 特点 1效率低当没有IO事件的适合CPU一直轮询判断是否有IO事件的发生 2可以解决多个阻塞导致程序编写的顺序性问题
3异步IO发信号的方式通知 同步多个任务有先后执行的顺序关系、异步多个任务相互独立没有先后执行的顺序关系 1. 使用fcntl函数接口能够修改文件描述符的属性为异步IO, 当文件描述符有IO事件产生的时候给自己的进程发信号通知通过编写信号捕捉函数进行想要的操作 flags fcntl(fd, F_GETFL);flags | O_ASYNC;//设置异步IO形式 fcntl(fd, F_SETFL, flags);//当有IO事件产生的时候会发信号fcntl(fd, F_SETOWN, getpid());//当有IO事件产生的时候会给自己的进程发信号 2. 特点 1效率高当有IO事件时内核会向应用层发送SIGIO信号此时可以操作IO事件 2只能操作一个文件描述符多个文件描述符无法区分
4多路复用IO 1. select能够处理多个客户端对一个服务端的并发处理 1定义 select是一种系统调用用于监视多个文件描述符查看是否有任何文件描述符已经做好读、写或发生了异常事件 2原理 1. 建立文件描述符集合将需要监听的文字描述符加入描述符集合数组阻塞监听所有的文件描述符 2. 产生事件的文件描述符会留在集合中未产生事件的文件描述符会被剔除出集合 3. 最后判断想要监听的文件描述符是否在集合中如果在集合中可以读取其中的数据 select分别使用三个文件描述符集来监视读、写和异常事件。它会阻塞程序直到其中一个文件描述符变得可用或超时 3缺点相对于epoll 1. select监听文件描述符集合数组有上限8192文件描述符上限 2. select产生的事件数据需要从内核层向用户层拷贝增大资源开销 3. select不知道具体是哪个文件描述符产生事件需要手动轮询判断产生事件的文件描述符 4. 只能工作在水平触发直到把数据读取完才结束通知模式低速模式 1水平触发方式低速模式一直通知直到接到通知为止 在水平触发模式下select 每次调用时都会检查所监控的文件描述符的当前状态并将其返回给调用者。只要文件描述符处于可读、可写或有错误状态select 就会不断地报告这些状态。如果一个文件描述符一直处于可读状态比如有未读取的数据每次调用 select 都会报告这个文件描述符可读直到数据被读取完毕 2边沿触发模式高速 同一事件只通知一次不会通知多次 2. poll 1定义 poll是另一种系统调用功能与select类似用于监视多个文件描述符上的事件 2原理 通过构建结构体数组将需要监听的文字描述符以及事件加入到结构体数组中监视文件描述符及其相关的事件轮询判断当IO事件是否到来若事件到来会置位结构体中的revents是事件是否到来的标志。当事件到来后读取对应文字描述符所携带的数据并将此文件描述符剔除出结构体数组。poll比select更加灵活poll使用链表进行维护所以它不受文件描述符数量限制 3优点 内部维护的是一个链表不受文件描述符上限限制 4缺点 1. poll监听的事件集合在用户层产生事件时的数据需要从内核层传递到用户层增大了系统开销 2. poll需要手动监测获得产生事件的文件描述符 3. poll只能工作在水平触发模式低速模式 3. epoll默认水平触发 epoll创建的事件表在内核层、之前select创建的文件描述符集合和poll创建的字符结构体数组都在用户层 1定义 epoll是一种IO多路复用机制通过事件通知的方式来管理多个文件描述符。有三个系统调用的API函数接口epoll_create、epoll_ctl、epoll_wait 2原理 1. 使用epoll_create创建一个用来监听事件的内核事件表、通过epoll_ctl将多个文字描述符加入内核事件表 2. 新建实际产生事件的表使用epoll_wait功能是等待事件发生将发生事件的文字描述符和事件加入实际产生的事件表中函数返回产生事件的个数最后遍历实际产生事件的事件表读取数据或进行相应的操作 3优点 1. epoll创建的是内核事件表产生事件时内核层中数据传递的资源开销小 2. epoll监听的事件个数不受限制 3. epoll直接返回所有产生事件的文件描述符不需要手动判断 4. epoll可以工作在边沿触发模式高速模式只提醒一次 55. ARM的移植、剪裁、和中断处理机制
1ARM的移植 1. 引导程序bootloader 引导程序负责在系统启动时初始化硬件环境并加载操作系统 嵌入式系统常用的引导加加载程序是u-boot 2. 操作系统的移植 1修改内核源代码使其适应特定的硬件平台 2配置和编译内核 3编写和配置设备驱动程序 3. 交叉编译工具链 arm-linux-gcc
2ARM的裁剪 在嵌入式系统中资源有限因此需要对系统进行裁剪以去除不必要的功能和代码提高系统效率 1.裁剪内核 通过配置内核编译选项可以选择性包含或排除特定的功能模块例如在linux的内核中可以使用menuconfig工具来配置内核 2. 精简库和应用程序
3中断应用程序 ARM架构的中断处理机制包括硬件中断和软件中断 1. 中断执行流程 1中断源发出中断请求 2CPU查询中断是被运行以及中断是否被屏蔽 3CPU考察中断优先级 4CPU保护现场 5执行中断服务函数 6恢复现场 2. 中断控制器 ARM处理器通常集成了一个中断控制器如GIC通用中断控制器。中断控制器负责管理和分配中断请求并将中断信号传递给CPU 3. 中断向量表 中断向量表是一个存储中断处理程序入口地址的数组。当中断发生时CPU通过查找中断向量表来确定对应的中断处理程序 4. 中断处理程序 中断处理程序是响应中断请求的代码。当中断发生时处理器会跳转到相应的中断处理程序执行 56. epoll在少事件时epoll和select哪个好 事件数量较少的情况下select和epoll性能差异不大主要的开销来自系统调用本身而不是处理大量文件描述符
1简单应用和可移植性 如果应用程序需要在多种Unix-like系统上运行并且事件数量很少可以优先选择select。它的实现和调试都相对简单代码可移植性强
2特定于linux的应用 应用程序主要运行在linux上及时事件数量较少也可以选择epoll为未来的扩展和优化做好准备 57. 什么是锁什么是自旋锁和互斥锁自旋锁和互斥锁的区别是什么什么是读写锁
1锁 锁是用于解决多线程和多进程环境中共享资源的并发访问和资源竞争问题。锁机制确保同时只有一个线程或进程能够访问共享资源从而避免数据竞争和不一致性
2互斥锁Mutex同步 一种用于保护共享资源的同步机制。当一个线程持有互斥锁时其他线程必须等待。直到该线程释放锁。互斥锁可以确保只有一个线程在同一时刻访问共享资源。 当一个线程尝试获取互斥锁mutex而该锁已被其他线程持有时该线程通常会进入一种被称为“睡眠状态”sleep state或“阻塞状态”blocked state。这意味着该线程将暂停执行直到它能够成功获取到互斥锁 补充什么是睡眠状态 睡眠状态是指线程在等待某个条件满足之前停止执行的状态。对于互斥锁而言线程进入睡眠状态意味着它正在等待锁被释放。当锁释放时操作系统会唤醒这些睡眠中的线程让它们重新尝试获取锁。
3自旋锁Spinlock 自旋锁与互斥锁类似但有一个关键的区别当一个线程尝试获取自旋锁而该锁已经被其他线程持有时该线程不会进入睡眠状态而是会不断循环检查锁的状态直到获取锁。由于自旋锁不会引起上下文切换因此适用于锁持有事件非常短的场景。
4自旋锁和互斥锁的区别 1. 等待机制不同 1互斥锁当一个线程无法获取锁时它会被阻塞并进入睡眠状态等待锁被释放 2自旋锁当一个线程无法获取锁时它会不断循环自旋检查锁的状态直到获取锁 2. 应用场景不同 1互斥锁适用于锁持有时间较长的场景因为线程会被阻塞避免了忙等待 2自旋锁适用于锁持有时间非常短的场景因为避免了上下文切换的开销
5读写锁 读写锁rwlock是一种允许多个线程同时读取共享资源但在写入资源时独占访问的锁。读写锁提供了两种操作读锁读模式和写锁写模式 1. 读锁 允许多个线程同时获取读锁允许并发读取 2. 写锁 只能有一个线程写锁获取写锁时其他读写锁都会被阻塞 58. 中断和信号的区别什么是软中断和 硬中断软中断和硬中断的区别
1中断 中断是一种硬件或软件机制用于中止当前进程或线程的执行以响应外部事件或内部条件 当硬件设备需要与CPU通信时它会通过中断请求线IRQ向CPU发送中断信号。CPU在接收到中断信号后会暂停当前执行的指令序列保存当前执行状态然后转去执行相应的中断服务程序ISR。完成后再恢复中断前的执行状态。 中断分为硬中断和软中断
2信号 信号是一种进程间通信机制用于通知进程发生了异步事件如异常、终止请求 信号是一种软件层次的通知机制当系统或其他进程发送信号给目标进程时该进程的执行会被打断来处理信号对应的处理程序信号处理程序执行完后进程可以选择继续执行原来的程序
3中断和信号的区别 中断主要是硬件触发和驱动的用于处理设备或系统级别的事件直接与CPU交互 信号则是软件层次的机制更多用于进程间的通信或异常处理
4硬中断 硬中断是由硬件设备触发的中断用于处理硬件事件
5软中断 软中断是由软件指令触发的中断用于处理软件事件或系统调用
6硬中断和软中断的区别 1. 硬中断 由硬件设备触发优先级高响应速度快主要处理硬件相关的事件 2. 软中断 由软件指令或操作系统生成优先级低响应速度慢主要处理软件事件或系统调用
