关于操作系统相关问题
linux进程间的通信方式
1、管道(pipe)、流管道(s_pipe)、有名管道(FIFO)。
2、信号(signal) 。
3、消息队列。
4、共享内存。
5、信号量。
6、套接字(socket) 。
linux的硬链接和软连接
inode储存文件的元组信息， Linux 下的文件是通过索引节点(inode)来识别文件，硬链接可以认为是一个指针，指向文件索引节点的指针，系统并不为它重新分配 inode 。每添加一个一个硬链接，文件的链接数就加 1
软链接克服了硬链接的不足，没有任何文件系统的限制，任何用户可以创建指向目录的符号链接
linux调优相关
cpu相关：程序调整优先级，不重要的优先级相对低一些，更新cpu
内存相关： free内存，swap分区，buffcache，调整page大小，降低page-out速度
网络相关：内核中调整网络参数
通过调整net.ipv4.tcp_tw_reuse参数让处于TIME_WAIT状态的Socket对新连接可重用
通过调整tcp_fin_timeout参数，让处于FIN-WAIT-2状态的Socket可以早一些关闭，进而节省内存
通过调整tcp_keepalive_time参数，调整keepalive连接的关闭时间
通过调整tcp_max_syn_backlog参数来调整最大能够容纳的处于半连接状态的socket的数量
关闭一些不需要的服务以及端口号
linux常用命令
cd， pwd， ls， ll(更详细) -a，touch创建文件，mkdir 创建目录， cat 查看日志文件， more分页查看， less可定位到最后一页
tail -f， cp复制，mv移动， rm 删除，grep 字符串模糊搜索， find查找文件， | 管道命令， tar解压缩， ps -ef -aux查看系统进程
netstat 显示网络状态， ping 测试连通， top查看正在执行的进程， free查看内存相关， sar -n DEV 显示网口统计数据（吞吐率，PPS）
sar -n TCP 显示tcp统计数据 netstat -nlp socket信息 ss -ltnp socket信息 ss -s连接数 netstat -s 查连接数
ping 查看连通性和延时 kill -1 查看所有信号 kill -9 杀死进程
linux调整优先级
ps -ef， top查看进程信息，PR值和NI值
NI是优先级，用户态的概念，PR是内核态的优先级，一般情况下，PR=NI+20, 如果一个进程的优先级PR是20， 那么它的NI(nice)值就是20-20=0
可以通过改变NI来改变PR
NI的调整范围是-20到19
renice [number] PID
renice -n (nice值) -p (process进程值) :改单一进程优先级；
renice -n (nice值) -g (group组名）:改整个组员的优先级；
renice -n (nice值) -u (user用户名）:改用户的优先级；
linux 内核态，用户态
内核态：控制计算机的硬件资源，例如协调CPU资源，分配内存资源，并且提供稳定的环境供应用程序运行
用户态：提供应用程序运行的空间，为了使应用程序访问到内核管理的资源例如CPU，内存，I/O。内核必须提供一组通用的访问接口，这些接口就叫系统调用
进程
进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位，程序段、数据段、PCB三部分组成了进程实体，PCB是唯一标识符（进程标识符，进程控制信息，状态）
进程五个状态
创建态： 操作系统为进程分配资源，初始化PCB
就绪态：运行资源等条件都满足，存储在就绪队列中，等待CPU调度
运行态：CPU正在执行进程
阻塞态：等待某些条件满足，等待消息回复，等待同步锁，sleep等，阻塞队列
终止态 ：回收进程拥有的资源，撤销PCB
进程的调度
非剥夺调度方式（非抢占方式），只允许进程主动放弃，主动要求进入阻塞才会终止
剥夺调度方式（又称抢占方式）当一个进程正在处理机上执行时，如果有一个优先级更高的进程需要处理机，则立即开中断暂停正在执行的进程，将处理机饭呢陪给优先级高的那个进程
进程切换
1、对原来的进程数据保存
2、对新的进程数据恢复
调度算法
时间片轮询
按照各进程到达就绪队列的顺序，轮流让各个进程执行一个时间片（如100ms）。若进程未在一个时间片内执行完，则剥夺处理机，将进程重新放到就绪队列队尾重新排队
适用于分时操作系统，由于高频率的进程切换，因此有一定开销；不区分任务的紧急程度
优先级调度
每个作业/进程有各自的优先级，调度时选择优先级最高的作业/进程
适用于实时操作系统，用优先级区分紧急程度，可灵活地调整对各种作业/及进程的偏好程度
多级反馈队列调度
设置多级优先队列各级别队列优先级从高到底，时间片从小到大
进程死锁
多个进程因循环等待而造成的无法执行的现象
互斥使用，不可抢占，请求保持，循环等待
线程
线程的是实现方式：
用户级线程：用户级线程由应用程序通过线程库是实现如python (import thread), 线程的管理工作由应用程序负责。
内核级线程：内核级线程的管理工作由操作系统内核完成，线程调度，切换等工作都由内核负责，因此内核级线程的切换必然需要在核心态下才能完成
线程锁
独占锁-共享锁：当一个共享资源只有一份的时候，通常我们使用独占锁
互斥锁-自旋锁：
如果一个线程已经锁定了一个互斥锁，第二个线程又试图去获取这个互斥锁，则第二个线程将会被挂起（即休眠、不占用 CPU 资源）
指当一个线程在获取锁的时候，如果锁已经被其他线程获取，那么该线程将循环等待，然后不断的判断锁是否能够被成功获取，直到获取到锁才会退出循环
当资源等待的时间较长，用互斥锁让线程休眠，会消耗更少的资源，当资源等待的时间较短时，使用自旋锁将减少线程的切换，获得更高的性能
重入锁：也叫作递归锁，指的是同一线程内，外层函数获得锁之后，内层递归函数仍然可以获取到该锁
读写锁：读写锁允许同一时刻被多个读线程访问，但是在写线程访问时，所有读线程和其他的写线程都会被阻塞。简单可以总结为，读读不互斥，读写互斥，写写互斥，可针对场景升级降级锁
进程与线程的区别
进程和线程的关系：一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。CPU的最小调度单元是线程，所以单进程多线程是可以利用多核CPU的
进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些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。
简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。
另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。
线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，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。
从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别
协程
Coroutines 是一种比线程更加轻量级的微线程。类比一个进程可以拥有多个线程，一个线程也可以拥有多个协程
协程通过在线程中实现调度，避免了陷入内核级别的上下文切换造成的性能损失，进而突破了线程在IO上的性能瓶颈。
完全由用户实现控制，有自己的上下文及寄存器和栈
python的协程源于yield指令
yield item 用于产出一个值，反馈给next()的调用方法
让出处理机，暂停执行生成器，让调用方继续工作，直到需要使用另一个值时再调用next()
协程式对线程的调度，yield类似惰性求职方式可以视为一种流程控制工具，实现协作式多任务，python3.5引入了async/await表达式，使得协程证实在语言层面得到支持和优化，大大简化之前的yield写法。线程正式在语言层面得到支持和优化。线程是内核进行抢占式调度的，这样就确保每个线程都有执行的机会。而coroutine运行在同一个线程中，有语言层面运行时中的EventLoop（事件循环）来进行调度。在python中协程的调度是非抢占式的，也就是说一个协程必须主动让出执行机会，其他协程才有机会运行。让出执行的关键字 await， 如果一个协程阻塞了，持续不让出CPU处理机，那么整个线程就卡住了，没有任何并发。
goalng协程模型
cpu的使用率与负载
local average，平均负载，1分钟，5分钟，15分钟
负载高利用率低：说明io密集型任务，，任务较多，查看是否有p+状态的进程，睡眠不可终止的进程，重启，恢复依赖资源
负载低利用率高：说明任务执行时间长，根据任务看代码， top操作