linux 多线程 面试题
Linux多线程面试题
一、进程与线程的基本概念及区别
进程是指在操作系统中运行的一个程序的实例。每个进程都有自己的独立地址空间，包括代码、数据和堆栈等。进程间通信可以通过共享内存、管道、信号等方式实现。
线程是进程中的一个执行单元，一个进程中可以拥有多个线程，它们共享相同的地址空间。线程之间可以并发执行，共享进程的资源，如全局变量、堆内存等。
区别：
1. 资源占用：进程拥有独立的地址空间，占用的资源较多；而线程共享相同的地址空间，仅需较少的资源。
2. 创建与销毁：创建和销毁进程的开销较大；线程的创建和销毁开销较小。
3. 并发性与共享性：多个进程之间的执行是并发的，进程间通信的开销较大；多个线程之间的执行是并发的，线程间通信的开销较小。
二、常见的线程同步机制
1. 互斥锁：
互斥锁用于保护共享资源，同一时间只允许一个线程访问。当一个线程获得了互斥锁后，其他线程需要等待直到该线程释放锁。
2. 读写锁：
读写锁分为读锁和写锁。读锁可以被多个线程同时持有，用于保护读操作；写锁只能被一个线程持有，用于保护写操作。
3. 条件变量：进程通信方式
条件变量用于线程之间的等待和通知。一个线程可以在满足某个条件之前等待，而另一个线程满足条件后可以通过通知唤醒等待的线程。
4. 信号量：
信号量用于控制同一时刻可以访问共享资源的线程数量。当信号量值大于0时，线程可以访问资源；当信号量值为0时，线程需要等待。
三、线程死锁的原因及预防方法
线程死锁是指两个或多个线程互相持有对方需要的资源，导致彼此无法继续执行的情况。
常见的造成死锁的原因：
1. 互斥使用：多个线程竞争同一资源，且每个线程只能独占资源。
2. 资源的不可剥夺性：已经获得的资源无法被其他线程抢占。
3. 循环等待：若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源的关系。
预防死锁的方法：
1. 避免使用多个锁：尽量使用同一个锁来保护多个资源。
2. 避免嵌套锁：如果一个线程持有一个锁A的同时又想获得另一个锁B，但另一个线程正好相反，容易造成死锁。
3. 使用定时锁等待：避免线程无限制地等待锁资源，设置超时时间。
4. 预防循环等待：对资源进行排序，使线程按照一定的顺序获得锁资源。
四、线程池的作用及优点
线程池是一种线程管理机制，用于维护一组线程，使线程可以被重复利用。使用线程池可以提高线程的使用效率，避免频繁地创建与销毁线程的开销。
线程池的优点：
1. 提高系统性能：线程池中的线程可以被重复利用，减少了创建、销毁线程的开销，提高了线程的使用效率。
2. 提高响应速度：线程池中的线程可以立即响应任务请求，减少了任务等待的时间。
3. 控制线程并发数量：通过控制线程池的大小，可以限制并发执行的线程数量，避免系统资源被过度占用。
五、线程安全的概念及常见的线程安全问题
线程安全是指多个线程并发访问共享资源时，不会引起数据的不一致或者程序出现异常。
常见的线程安全问题：
1. 竞态条件：多个线程对共享数据执行读写操作，导致数据的结果依赖于线程的执行顺序，产生错误的结果。
2. 死锁：线程间相互等待对方释放资源，导致程序无法继续执行。
3. 活锁：线程间不断改变自己的执行状态，但没有进展，导致程序无法继续执行。
4. 数据竞争：多个线程同时修改共享数据，导致数据不一致或者程序出现异常。
六、Linux进程间通信方式及选择
常见的进程间通信方式有：
1. 管道(pipe)：半双工通信，只能在具有公共祖先的两个进程之间使用。
2. 命名管道(named pipe)：允许无亲缘关系的进程通信。
3. 信号(signal)：一种比较简单的通信方式，用于在进程之间传递信息。
4. 共享内存(shared memory)：多个进程共享同一块物理内存区域，用于高效地数据交换。
5. 信号量(semaphore)：用于进程间同步和互斥。
6. 消息队列(message queue)：通过消息传递进行通信。
7. 套接字(socket)：用于不同主机间的进程通信。
选择进程间通信方式应根据具体需求来决定，通信数据的类型、大小、通信频率、系统资源等因素都需要考虑。

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