20个嵌入式工程师必学面试题（下）

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016Q：死锁的4个必要条件


A：1、互斥：某种资源一次只允许一个进程访问，即该资源一旦分配给某个进程，其他进程就不能再访问，直到该进程访问结束。


2、占有且等待：一个进程本身占有资源（一种或多种），同时还有资源未得到满足，正在等待其他进程释放该资源。


3、不可抢占：别人已经占有了某项资源，你不能因为自己也需要该资源，就去把别人的资源抢过来。


4、循环等待：存在一个进程链，使得每个进程都占有下一个进程所需的至少一种资源。
      
当以上四个条件均满足，必然会造成死锁，发生死锁的进程无法进行下去，它们所持有的资源也无法释放。这样会导致CPU的吞吐量下降。所以死锁情况是会浪费系统资源和影响计算机的使用性能的。那么，解决死锁问题就是相当有必要的了。




017Q：死锁的处理方式有哪些？


A：死锁的处理方式主要从预防死锁、避免死锁、检测与解除死锁这四个方面来进行处理。


预防死锁：
1、资源一次性分配：（破坏请求和保持条件）


2、可剥夺资源：即当某进程新的资源未满足时，释放已占有的资源（破坏不可剥夺条件）


3、资源有序分配法：系统给每类资源赋予一个编号，每一个进程按编号递增的顺序请求资源，释放则相反（破坏环路等待条件）


避免死锁:
预防死锁的几种策略，会严重地损害系统性能。因此在避免死锁时，要施加较弱的限制，从而获得 较满意的系统性能。由于在避免死锁的策略中，允许进程动态地申请资源。因而，系统在进行资源分配之前预先计算资源分配的安全性。若此次分配不会导致系统进入不安全状态，则将资源分配给进程；否则，进程等待。其中最具有代表性的避免死锁算法是银行家算法。


检测死锁：
首先为每个进程和每个资源指定一个唯一的号码；然后建立资源分配表和进程等待表


解除死锁：
当发现有进程死锁后，便应立即把它从死锁状态中解脱出来，常采用的方法有：
1、剥夺资源：从其它进程剥夺足够数量的资源给死锁进程，以解除死锁状态；
2、撤消进程：可以直接撤消死锁进程或撤消代价最小的进程，直至有足够的资源可用，死锁状态.消除为止；所谓代价是指优先级、运行代价、进程的重要性和价值等。




018Q：进程和线程有什么区别？


A：进程是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位。线程是进程的一个执行单元，是比进程还要小的独立运行的基本单位。一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。两者的区别主要有以下几个方面：


1. 进程是资源分配的最小单位。


2. 线程是程序执行的最小单位，也是处理器调度的基本单位，但进程不是，两者均可并发执行。


3. 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，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小很多，同时创建一个线程的开销也比进程小很多。


4. 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，整个进程也跟着死掉了，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。


5. 进程切换时，消耗的资源大，效率低。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程。


6. 执行过程：每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。




019Q：线程是否具有相同的堆栈?


A：真正的程序执行都是线程来完成的，程序启动的时候操作系统就帮你创建了一个主线程。每个线程有自己的堆栈。




020Q：TCP与UDP有啥区别？


A：TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输，而UDP则常被用于广播和细节控制交给应用的通信传输，两者主要的不同体现在一下几个方面：


1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接


2、TCP提供可靠的服务。它通过校验和，丢包时的重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答，次序乱掉的分包进行顺序控制实现可靠传输。即通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达; UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。


3、UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高要求的通信或广播通信场景。


4、每一条TCP连接只能是点到点的; UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信方式。


5、TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

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