嵌入式面试题（一：进程与线程）

一、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。
(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。