操作系统

什么是虚拟内存，干嘛用的，有什么作用？

虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。

它使得应用程序认为它拥有连续可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上物理内存通常被分割成多个内存碎片（分页），还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。

与没有使用虚拟内存计数的系统比，使用这种技术使得大型程序的编写变得更加容易，对真正的物理内存的使用也更有效率。此外，虚拟内存技术可以使多个进程共享同一个运行库，并通过分割不同进程的内存空间来提高系统的安全性。

分页二级页表

分页是一种操作系统里存储器管理的技术。

操作系统将硬盘中的内存分割成固定大小的区块，称为“页”，主存和硬盘通过交换页来进行内容访问。

常用页面调度算法包括：LRU、LFU

一个程序中的地址是虚拟地址还是物理地址

是虚拟地址。

死锁（Dead Lock）

两个线程都要使用同一个资源，双方都等待对方停止执行以获取资源，但是没有一方释放资源时，就造成了死锁。

死锁的四个条件：（必须同时满足才会造成死锁）

禁止抢占：系统资源不能被强制从一个线程中退出。
持有和等待：一个线程可在等待时持有系统资源
互斥：资源只能同时分配给一个线程，无法多个线程共享
循环等待：一系列线程互相持有其他线程所需要的资源

中断（Interrupt）

中断是外部设备发送给 CPU 的信号，通常是 I/O 设备。它们告诉 CPU 停止当前活动转去执行更合适的部分。

中断类型：

硬件中断：键盘、硬盘传输数据给内存
软件中断：请求系统调用（System Call）
陷阱：通常是指 CPU 本身出现了一些错误或者触发了某些条件

进程和线程（Process vs Thread）

进程表示一个在执行的应用程序，线程表示进程的一部分
进程比线程更重量
进程的创建、销毁、调度需要比线程花费更多的时间
进程是分离的，线程是共享内存的

进程间通信

管道（Pipes）：管道是一种半双工的通信方式，常用于在父子进行或者具有共同祖先的进程之间通信。管道分为命名管道和无名管道。无名管道一般用于具有亲缘关系的进程间通信，而命名管道则允许无关进程之间通信。
消息队列（Message Queues）：消息队列允许进程通过在队列中发送和接收消息来进行通信。这些消息可以按照优先级进行排序，接受者可以根据需要选择消息进行处理。
共享内存（Shared Memory）：共享内存是指多个进程共享同一块内存区域的机制。这允许进程之间高效地交换数据，因为数据直接存储在内存中，而不需要复制。
信号量（Semaphores）：信号量是一种用于控制多个进程对共享资源的访问的机制。通过信号量，进程可以协调对共享资源的访问，避免静态条件。
套接字（Sockets）：套接字是一种用于网络通信的机制，但也可以在同一个机器的不同进程之间通信。它提供了一种面向连接或者面向消息的通信方式。
远程过程调用（Remote Procedure Call, RPC）：RPC 允许一个进程调用另一个进程中的函数，就像调用本地函数一样。远程过程调用隐藏了底层实现细节，使得进程间通信更加方便。
Socketcan：用于在 Linux 系统上进行CAN 总线通信的套接字接口。

栈和堆（Stack vs Heap）

栈用来存储局部变量，堆允许访问全局变量
栈变量不能改变大小，堆变量可以。
栈的空间是连续的，堆的空间是随机的
栈中变量的申请和释放是编译器做的，堆需要程序员手动进行。

LRU 算法

使用一个 hash 表和一个双向链表。

hash 表存放 key 到链表节点的映射，链表中每个节点包含 key 和 value，最近使用的在头节点，最后使用的在尾节点。

当使用 key 获取数据的时候先根据 hashmap 判断 key 是否存在，如果存在再根据 key 找到节点，然后到链表的节点获取对应的 value，最后把这个节点提到链表的最前面。

当添加 key，value 时，如果能从 hashmap 中获取到 key，说明链表中存在这个包含 key 的节点，那么就找到这个节点并把它更新后放到链表的头节点；如果 hashmap 不包含这个 key，那么就新建一个节点并在 hashmap 中添加键值对，之后如果链表已满则删除尾节点，把新的节点添加到最前面。