1. 进程和线程的区别
进程
进程，即正在运行的程序，程序从硬盘载入到内存就变成进程。进程是资源的拥有者，每个进程都拥有着自己的内存空间与多个线程。
线程
线程是指令的执行者，是计算机执行指令的基本单元，一个进程可以拥有多个线程。线程的引入主要有如下原因：
- 响应：与进程相比，创建线程不涉及或较少涉及资源分配，因此速度较快
- 资源共享：线程间可以共享资源，同一个进程内两个线程通信快
- 经济：创建线程不涉及或较少涉及资源分配
- 适合计算机的多处理器架构
线程既有共享的资源，也有自己私有的资源，JVM中线程持有的资源一般如下：
- PC（程序计数器）：线程私有
- 栈：线程私有
- 堆：线程共享
- 方法区：线程共享
在操作系统中，线程还会细分为用户空间的用户级线程与内核空间的内核级线程，两种线程之间还有多种关系模型，在此不再赘述。
2. 死锁的必要条件，怎么处理死锁
死锁有四大必要条件，缺一不可：
- 互斥：至少有一个资源同时只能被一个进程所拥有的
- 占有且等待：一个进程必须持有至少一个资源去等待其他的资源
- 非抢占时：资源不能被抢占，一个资源只有当进程执行完毕才会被释放
- 循环等待：多个进程循环等待其他进程释放资源
对付死锁我们大致可以从三个方面入手：
- 死锁预防与避免：不允许程序死锁
- 死锁检测与恢复：允许程序死锁，死锁后进行恢复工作
- 忽略死锁：出现死锁直接不管（大多数操作系统的做法）
3. 内存管理方式：段存储，页存储，段页存储
段存储示意图如下：
用户程序通过逻辑内存的段号查找段表，获取段的物理内存初始地址与长度，然后操作系统即可在物理内存上读取相应的数据。
使用段存储会出现外部碎片。
页存储示意图如下：
操作系统先把内存空间切分成大小相等的块，用户程序根据自身的大小占用一定的帧。
用户程序通过逻辑内存的页号去页表查找对应的物理内存的块号（帧号），然后操作系统在物理内存上读取相应的数据。
使用页存储会出现内部碎片。
有些操作系统还会有TLB（页表缓存），把一些常用的页面放在TLB中方便快速查询，要是TLB中查询失败再去页表查询。
段页存储即先分段再分页的内存管理办法，其示意图如下：
4. 进程的几种状态
进程有以下几种状态：
- New（创建状态）：表示进程正在被创建
- Running（运行状态）：表示进程正在执行
- Waiting（等待状态）：表示进程正在等待事件的发生
- Ready（就绪状态）：表示进程已经准备好，等待分配CPU处理器
- Terminated（终止状态）；表示进程已经执行完毕，被终止
5. IPC几种通信方式
- 管道：管道主要分为普通管道（单工，父子进程）、流管道（半双工）和有名管道（半双工、任意进程）三种
- 消息传递：指进程通过发送消息给内核，由内核缓冲区保存消息并转发给其他进程的方式，适用于小数据传输
- 共享内存：直接由同一主机上多个进程共享一片内存空间，操作同一堆数据，适用于大数据传输，需要处理同步问题
- 套接字：即Socket，网络传输层协议，可进行任意两进程间通信
6. 什么是虚拟内存
- 内存的逻辑地址大于物理地址，降低了内存对程序的限制
- 虚拟内存使得进程间共享内存变得简单容易
- 让进程的创建过程变得更快更高效
7. 虚拟地址、逻辑地址、线性地址、物理地址的区别
- 虚拟地址（逻辑地址）：由CPU产生的地址，通常是连续的
- 物理地址：物理单元存储所采用的地址，内存单元地址，不一定是连续的
- 线性地址：是虚拟地址（逻辑地址）到物理地址变换之间的中间层
8. 线程同步几种方式。(一定要会写生产者、消费者问题，完全消化理解)
临界区（CCriticalSection）：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。
事件（CEvent）：为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。
互斥量（CMutex）：为控制一个具有有限数量用户资源而设计。
信号量（CSemaphore）：用来通知线程有一些事件已发生，从而启动后继任务的开始。
9. 进程通信的几种方式。
管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
信号量( semophore ) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
信号 ( signal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
套接字( socket ) ： 套解字也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
10. 死锁的概念，导致死锁的原因.
死锁<DeadLock>: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程.
主要原因（1） 因为系统资源不足。（2） 进程运行推进的顺序不合适。（3） 资源分配不当等。
11. 导致死锁的四个必要条件。
产生死锁的四个必要条件：
（1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
（2） 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（3） 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（4） 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。
12. 处理死锁的四个方式。
1）忽略该问题。例如鸵鸟算法，该算法可以应用在极少发生死锁的的情况下。为什么叫鸵鸟算法呢，（鸵鸟策略）
2）检测死锁并且恢复。（检测与解除策略）
3）仔细地对资源进行动态分配，以避免死锁。（避免策略）
4）通过破除死锁四个必要条件之一，来防止死锁产生。（预防策略）
13. 进程调度算法。
1) 先来先服务(First Come First Service，FCFS)调度算法按照进程进入就绪队列的先后顺序选择可以占用处理器的进程。这是一种不可抢占方式的调度算法，优点是实现简单，缺点是后来的进程等待CPU的时间较长。它现今主要用作辅助调度法；例如结合在优先级调度算法中使用，当有两个最高优先级的进程时，则谁先来，谁就先被调度。
2) 短执行进程优先算法(Shortest Process First，SPF)就是从就绪队列中选择一个CPU执行时间预期最短的进程，将处理器分配给它。虽然较公平，但实现难度较大，因为要准确预定下一个进程的CPU执行周期是很困难的。
3) 最高优先级优先(Highest Priority First，HPF)调度算法的核心是确定进程的优先级。首先，系统或用户按某种原则为进程指定一个优先级来表示该进程所享有的调度优先权。确定优先级的方法较多，一般可分为两类，即静态法和动态法。静态法根据进程的静态特性，在进程开始执行之前就确定它们的优先级，一旦开始执行之后就不能改变。动态法则不然，它把进程的静态特性和动态特性结合起来确定进程的优先级，随着进程的执行过程，其优先级不断变化。
4) 时间片轮转(Round Robin，RR)法的基本思路是让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成比例。在时间片轮转法中，需要将CPU的处理时间分成固定大小的时间片，例如，几十毫秒至几百毫秒。如果一个进程在被调度选中之后用完了系统规定的时间片，但又未完成要求的任务，则它自行释放自己所占有的CPU而排到就绪队列的末尾，等待下一次调度。同时，进程调度程序又去调度当前就绪队列中的第一个进程。
14. 几种页面置换算法，会算所需换页数。(LRU用程序如何实现？)
地址映射过程中，若在页面中发现所要访问的页面不再内存中，则产生缺页中断。当发生缺页中断时操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内存，以便为即将调入的页面让出空间。而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法。常见的置换算法有：
1）最佳置换算法（OPT）（理想置换算法）
这是一种理想情况下的页面置换算法，但实际上是不可能实现的。该算法的基本思想是：发生缺页时，有些页面在内存中，其中有一页将很快被访问（也包含紧接着的下一条指令的那页），而其他页面则可能要到10、100或者1000条指令后才会被访问，每个页面都可以用在该页面首次被访问前所要执行的指令数进行标记。最佳页面置换算法只是简单地规定：标记最大的页应该被置换。这个算法唯一的一个问题就是它无法实现。当缺页发生时，操作系统无法知道各个页面下一次是在什么时候被访问。虽然这个算法不可能实现，但是最佳页面置换算法可以用于对可实现算法的性能进行衡量比较。
2）先进先出置换算法（FIFO）
最简单的页面置换算法是先入先出（FIFO）法。这种算法的实质是，总是选择在主存中停留时间最长（即最老）的一页置换，即先进入内存的页，先退出内存。理由是：最早调入内存的页，其不再被使用的可能性比刚调入内存的可能性大。建立一个FIFO队列，收容所有在内存中的页。被置换页面总是在队列头上进行。当一个页面被放入内存时，就把它插在队尾上。
这种算法只是在按线性顺序访问地址空间时才是理想的，否则效率不高。因为那些常被访问的页，往往在主存中也停留得最久，结果它们因变“老”而不得不被置换出去。
FIFO的另一个缺点是，它有一种异常现象，即在增加存储块的情况下，反而使缺页中断率增加了。当然，导致这种异常现象的页面走向实际上是很少见的。
3）最近最久未使用（LRU）算法
FIFO算法和OPT算法之间的主要差别是，FIFO算法利用页面进入内存后的时间长短作为置换依据，而OPT算法的依据是将来使用页面的时间。如果以最近的过去作为不久将来的近似，那么就可以把过去最长一段时间里不曾被使用的页面置换掉。它的实质是，当需要置换一页时，选择在最近一段时间里最久没有使用过的页面予以置换。这种算法就称为最久未使用算法（Least Recently Used，LRU）。
LRU算法是与每个页面最后使用的时间有关的。当必须置换一个页面时，LRU算法选择过去一段时间里最久未被使用的页面。
LRU算法是经常采用的页面置换算法，并被认为是相当好的，但是存在如何实现它的问题。LRU算法需要实际硬件的支持。其问题是怎么确定最后使用时间的顺序，对此有两种可行的办法：
1.计数器。最简单的情况是使每个页表项对应一个使用时间字段，并给CPU增加一个逻辑时钟或计数器。每次存储访问，该时钟都加1。每当访问一个页面时，时钟寄存器的内容就被复制到相应页表项的使用时间字段中。这样我们就可以始终保留着每个页面最后访问的“时间”。在置换页面时，选择该时间值最小的页面。这样做，不仅要查页表，而且当页表改变时（因CPU调度）要维护这个页表中的时间，还要考虑到时钟值溢出的问题。
2.栈。用一个栈保留页号。每当访问一个页面时，就把它从栈中取出放在栈顶上。这样一来，栈顶总是放有目前使用最多的页，而栈底放着目前最少使用的页。由于要从栈的中间移走一项，所以要用具有头尾指针的双向链连起来。在最坏的情况下，移走一页并把它放在栈顶上需要改动6个指针。每次修改都要有开销，但需要置换哪个页面却可直接得到，用不着查找，因为尾指针指向栈底，其中有被置换页。
因实现LRU算法必须有大量硬件支持，还需要一定的软件开销。所以实际实现的都是一种简单有效的LRU近似算法。
一种LRU近似算法是最近未使用算法（Not Recently Used，NUR）。它在存储分块表的每一表项中增加一个引用位，操作系统定期地将它们置为0。当某一页被访问时，由硬件将该位置1。过一段时间后，通过检查这些位可以确定哪些页使用过，哪些页自上次置0后还未使用过。就可把该位是0的页淘汰出去，因为在最近一段时间里它未被访问过。
4）Clock置换算法（LRU算法的近似实现）
5）最少使用（LFU）置换算法
在采用最少使用置换算法时，应为在内存中的每个页面设置一个移位寄存器，用来记录该页面被访问的频率。该置换算法选择在最近时期使用最少的页面作为淘汰页。由于存储器具有较高的访问速度，例如100 ns，在1 ms时间内可能对某页面连续访问成千上万次，因此，通常不能直接利用计数器来记录某页被访问的次数，而是采用移位寄存器方式。每次访问某页时，便将该移位寄存器的最高位置1，再每隔一定时间(例如100 ns)右移一次。这样，在最近一段时间使用最少的页面将是∑Ri最小的页。
LFU置换算法的页面访问图与LRU置换算法的访问图完全相同；或者说，利用这样一套硬件既可实现LRU算法，又可实现LFU算法。应该指出，LFU算法并不能真正反映出页面的使用情况，因为在每一时间间隔内，只是用寄存器的一位来记录页的使用情况，因此，访问一次和访问10 000次是等效的。