操作系統(tǒng)知識

1、1. 進程和線程的差別。線程是指進程內(nèi)的一個執(zhí)行單元,也是進程內(nèi)的可調(diào)度實體.與進程的區(qū)別:(1)調(diào)度：線程作為調(diào)度和分配的基本單位，進程作為擁有資源的基本單位(2)并發(fā)性：不僅進程之間可以并發(fā)執(zhí)行，同一個進程的多個線程之間也可并發(fā)執(zhí)行(3)擁有資源：進程是擁有資源的一個獨立單位，線程不擁有系統(tǒng)資源，但可以訪問隸屬于進程的資源. (4)系統(tǒng)開銷：在創(chuàng)建或撤消進程時，由于系統(tǒng)都要為之分配和回收資源，導(dǎo)致系統(tǒng)的開銷明顯大于創(chuàng)建或撤消線程時的開銷。2. 網(wǎng)絡(luò)編程中設(shè)計并發(fā)服務(wù)器，使用多進程 與 多線程 ，請問有什么區(qū)別？1， 進程：子進程是父進程的復(fù)制品。子進程獲得父進程數(shù)據(jù)空間、堆和棧的

2、復(fù)制品。2，線程：相對與進程而言，線程是一個更加接近與執(zhí)行體的概念，它可以與同進程的其他線程共享數(shù)據(jù)，但擁有自己的棧空間，擁有獨立的執(zhí)行序列。兩者都可以提高程序的并發(fā)度，提高程序運行效率和響應(yīng)時間。線程和進程在使用上各有優(yōu)缺點：線程執(zhí)行開銷小，但不利于資源管理和保護；而進程正相反。同時，線程適合于在SMP機器上運行，而進程則可以跨機器遷移。3. 進程之間通信的途徑共享內(nèi)存：使得多個進程可以訪問同一塊內(nèi)存空間，是最快的可用IPC形式。是針對其他通信機制運行效率較低而設(shè)計的。往往與其它通信機制，如信號量結(jié)合使用，來達(dá)到進程間的同步及互斥。 信號或者消息（Signal）：信號是比較復(fù)雜的通

3、信方式，用于通知接受進程有某種事件發(fā)生，除了用于進程間通信外，進程還可以發(fā)送信號給進程本身。管道（Pipe）及有名管道（named pipe）：管道可用于具有親緣關(guān)系進程間的通信，有名管道克服了管道沒有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關(guān)系進程間的通信。套接口（Socket）：更為一般的進程間通信機制，可用于不同機器之間的進程間通信。 4. 死鎖的4個必要條件（1） 互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。（2） 請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。（3） 不剝奪條件:進程已獲得的資源，在末使用完

4、之前，不能強行剝奪。（4） 循環(huán)等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。死鎖的解除與預(yù)防：理解了死鎖的原因，尤其是產(chǎn)生死鎖的四個必要條件，就可以最大可能地避免、預(yù)防和解除死鎖。所以，在系統(tǒng)設(shè)計、進程調(diào)度等方面注意如何不讓這四個必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免進程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。此外，也要防止進程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源。因此，對資源的分配要給予合理的規(guī)劃。5. 產(chǎn)生死鎖的原因主要是：（1） 因為系統(tǒng)資源不足。（2） 進程運行推進的順序不合適

5、。（3） 資源分配不當(dāng)?shù)?。如果系統(tǒng)資源充足，進程的資源請求都能夠得到滿足，死鎖出現(xiàn)的可能性就很低，否則就會因爭奪有限的資源而陷入死鎖。其次，進程運行推進順序與速度不同，也可能產(chǎn)生死鎖。6. 操作系統(tǒng)中進程調(diào)度策略有哪幾種？FCFS(先來先服務(wù))，優(yōu)先級，時間片輪轉(zhuǎn)，多級反饋數(shù)據(jù)庫考點：1. 主鍵 超鍵 候選鍵 外鍵主 鍵：數(shù)據(jù)庫表中對儲存數(shù)據(jù)對象予以唯一和完整標(biāo)識的數(shù)據(jù)列或?qū)傩缘慕M合。一個數(shù)據(jù)列只能有一個主鍵，且主鍵的取值不能缺失，即不能為空值（Null）。超 鍵：在關(guān)系中能唯一標(biāo)識元組的屬性集稱為關(guān)系模式的超鍵。一個屬性可以為作為一個超鍵，多個屬性組合在一起也可以作為一個超鍵。超鍵包含候選鍵

6、和主鍵。候選鍵：是最小超鍵，即沒有冗余元素的超鍵。外 鍵：在一個表中存在的另一個表的主鍵稱此表的外鍵。2. 數(shù)據(jù)庫事務(wù)transanction正確執(zhí)行的四個基本要素。ACID,原子性(Atomicity)、一致性(Correspondence)、隔離性(Isolation)、持久性(Durability)。原子性:整個事務(wù)中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滯在中間某個環(huán)節(jié)。事務(wù)在執(zhí)行過程中發(fā)生錯誤，會被回滾（Rollback）到事務(wù)開始前的狀態(tài)，就像這個事務(wù)從來沒有執(zhí)行過一樣。一致性:在事務(wù)開始之前和事務(wù)結(jié)束以后，數(shù)據(jù)庫的完整性約束沒有被破壞。隔離性:隔離狀態(tài)執(zhí)行事務(wù)，使它們

7、好像是系統(tǒng)在給定時間內(nèi)執(zhí)行的唯一操作。如果有兩個事務(wù)，運行在相同的時間內(nèi)，執(zhí)行 相同的功能，事務(wù)的隔離性將確保每一事務(wù)在系統(tǒng)中認(rèn)為只有該事務(wù)在使用系統(tǒng)。這種屬性有時稱為串行化，為了防止事務(wù)操作間的混淆，必須串行化或序列化請 求，使得在同一時間僅有一個請求用于同一數(shù)據(jù)。持久性:在事務(wù)完成以后，該事務(wù)所對數(shù)據(jù)庫所作的更改便持久的保存在數(shù)據(jù)庫之中，并不會被回滾。3. 視圖的作用，視圖可以更改么？視圖是虛擬的表，與包含數(shù)據(jù)的表不一樣，視圖只包含使用時動態(tài)檢索數(shù)據(jù)的查詢；不包含任何列或數(shù)據(jù)。使用視圖可以簡化復(fù)雜的sql操作，隱藏具體的細(xì)節(jié)，保護數(shù)據(jù)；視圖創(chuàng)建后，可以使用與表相同的方式利用它們。視圖不能被

8、索引，也不能有關(guān)聯(lián)的觸發(fā)器或默認(rèn)值，如果視圖本身內(nèi)有order by 則對視圖再次order by將被覆蓋。創(chuàng)建視圖：create view XXX as XXXXXXXXXXXXXX;對于某些視圖比如未使用聯(lián)結(jié)子查詢分組聚集函數(shù)Distinct Union等，是可以對其更新的，對視圖的更新將對基表進行更新；但是視圖主要用于簡化檢索，保護數(shù)據(jù)，并不用于更新，而且大部分視圖都不可以更新。4. drop,delete與truncate的區(qū)別drop直接刪掉表 truncate刪除表中數(shù)據(jù)，再插入時自增長id又從1開始 delete刪除表中數(shù)據(jù)，可以加where字句。（1） DELETE語句執(zhí)行刪除

9、的過程是每次從表中刪除一行，并且同時將該行的刪除操作作為事務(wù)記錄在日志中保存以便進行進行回滾操作。TRUNCATE TABLE 則一次性地從表中刪除所有的數(shù)據(jù)并不把單獨的刪除操作記錄記入日志保存，刪除行是不能恢復(fù)的。并且在刪除的過程中不會激活與表有關(guān)的刪除觸發(fā)器。執(zhí)行速度快。（2） 表和索引所占空間。當(dāng)表被TRUNCATE 后，這個表和索引所占用的空間會恢復(fù)到初始大小，而DELETE操作不會減少表或索引所占用的空間。drop語句將表所占用的空間全釋放掉。（3） 一般而言，drop > truncate > delete（4） 應(yīng)用范圍。TRUNCATE 只能對TABLE；DELET

10、E可以是table和view（5） TRUNCATE 和DELETE只刪除數(shù)據(jù)，而DROP則刪除整個表（結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)）。（6） truncate與不帶where的delete ：只刪除數(shù)據(jù)，而不刪除表的結(jié)構(gòu)（定義）drop語句將刪除表的結(jié)構(gòu)被依賴的約束（constrain),觸發(fā)器（trigger)索引（index);依賴于該表的存儲過程/函數(shù)將被保留，但其狀態(tài)會變?yōu)椋篿nvalid。（7） delete語句為DML（data maintain Language),這個操作會被放到 rollback segment中,事務(wù)提交后才生效。如果有相應(yīng)的 tigger,執(zhí)行的時候?qū)⒈挥|發(fā)。（8） tr

11、uncate、drop是DLL（data define language),操作立即生效，原數(shù)據(jù)不放到 rollback segment中，不能回滾（9） 在沒有備份情況下，謹(jǐn)慎使用 drop 與 truncate。要刪除部分?jǐn)?shù)據(jù)行采用delete且注意結(jié)合where來約束影響范圍?；貪L段要足夠大。要刪除表用drop;若想保留表而將表中數(shù)據(jù)刪除，如果于事務(wù)無關(guān)，用truncate即可實現(xiàn)。如果和事務(wù)有關(guān)，或老師想觸發(fā)trigger,還是用delete。（10） Truncate table 表名 速度快,而且效率高,因為:truncate table 在功能上與不帶 WHERE 子句的 DEL

12、ETE 語句相同：二者均刪除表中的全部行。但 TRUNCATE TABLE 比 DELETE 速度快，且使用的系統(tǒng)和事務(wù)日志資源少。DELETE 語句每次刪除一行，并在事務(wù)日志中為所刪除的每行記錄一項。TRUNCATE TABLE 通過釋放存儲表數(shù)據(jù)所用的數(shù)據(jù)頁來刪除數(shù)據(jù)，并且只在事務(wù)日志中記錄頁的釋放。（11） TRUNCATE TABLE 刪除表中的所有行，但表結(jié)構(gòu)及其列、約束、索引等保持不變。新行標(biāo)識所用的計數(shù)值重置為該列的種子。如果想保留標(biāo)識計數(shù)值，請改用 DELETE。如果要刪除表定義及其數(shù)據(jù)，請使用 DROP TABLE 語句。（12） 對于由 FOREIGN KEY 約束引用的表

13、，不能使用 TRUNCATE TABLE，而應(yīng)使用不帶 WHERE 子句的 DELETE 語句。由于 TRUNCATE TABLE 不記錄在日志中，所以它不能激活觸發(fā)器。5. 索引的工作原理及其種類數(shù)據(jù)庫索引，是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中一個排序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以協(xié)助快速查詢、更新數(shù)據(jù)庫表中數(shù)據(jù)。索引的實現(xiàn)通常使用B樹及其變種B+樹。在數(shù)據(jù)之外，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還維護著滿足特定查找算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以某種方式引用（指向）數(shù)據(jù)，這樣就可以在這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)高級查找算法。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就是索引。為表設(shè)置索引要付出代價的：一是增加了數(shù)據(jù)庫的存儲空間，二是在插入和修改數(shù)據(jù)時要花費較多的時間(因為索引也要隨之變

14、動)。上圖展示了一種可能的索引方式。左邊是數(shù)據(jù)表，一共有兩列七條記錄，最左邊的是數(shù)據(jù)記錄的物理地址（注意邏輯上相鄰的記錄在磁盤上也并不是一定物理相鄰的）。為了加快Col2的查找，可以維護一個右邊所示的二叉查找樹，每個節(jié)點分別包含索引鍵值和一個指向?qū)?yīng)數(shù)據(jù)記錄物理地址的指針，這樣就可以運用二叉查找在O(log2n)的復(fù)雜度內(nèi)獲取到相應(yīng)數(shù)據(jù)。創(chuàng)建索引可以大大提高系統(tǒng)的性能。第一，通過創(chuàng)建唯一性索引，可以保證數(shù)據(jù)庫表中每一行數(shù)據(jù)的唯一性。第二，可以大大加快數(shù)據(jù)的檢索速度，這也是創(chuàng)建索引的最主要的原因。第三，可以加速表和表之間的連接，特別是在實現(xiàn)數(shù)據(jù)的參考完整性方面特別有意義。第四，在使用分組和排序子

15、句進行數(shù)據(jù)檢索時，同樣可以顯著減少查詢中分組和排序的時間。第五，通過使用索引，可以在查詢的過程中，使用優(yōu)化隱藏器，提高系統(tǒng)的性能。也許會有人要問：增加索引有如此多的優(yōu)點，為什么不對表中的每一個列創(chuàng)建一個索引呢？因為，增加索引也有許多不利的方面。第一，創(chuàng)建索引和維護索引要耗費時間，這種時間隨著數(shù)據(jù)量的增加而增加。第二，索引需要占物理空間，除了數(shù)據(jù)表占數(shù)據(jù)空間之外，每一個索引還要占一定的物理空間，如果要建立聚簇索引，那么需要的空間就會更大。第三，當(dāng)對表中的數(shù)據(jù)進行增加、刪除和修改的時候，索引也要動態(tài)的維護，這樣就降低了數(shù)據(jù)的維護速度。索引是建立在數(shù)據(jù)庫表中的某些列的上面。在創(chuàng)建索引的時候，應(yīng)該考慮

16、在哪些列上可以創(chuàng)建索引，在哪些列上不能創(chuàng)建索引。一般來說，應(yīng)該在這些列上創(chuàng)建索引：在經(jīng)常需要搜索的列上，可以加快搜索的速度；在作為主鍵的列上，強制該列的唯一性和組織表中數(shù)據(jù)的排列結(jié)構(gòu)；在經(jīng)常用在連接的列上，這些列主要是一些外鍵，可以加快連接的速度；在經(jīng)常需要根據(jù)范圍進行搜索的列上創(chuàng)建索引，因為索引已經(jīng)排序，其指定的范圍是連續(xù)的；在經(jīng)常需要排序的列上創(chuàng)建索引，因為索引已經(jīng)排序，這樣查詢可以利用索引的排序，加快排序查詢時間；在經(jīng)常使用在WHERE子句中的列上面創(chuàng)建索引，加快條件的判斷速度。同樣，對于有些列不應(yīng)該創(chuàng)建索引。一般來說，不應(yīng)該創(chuàng)建索引的的這些列具有下列特點：第一，對于那些在查詢中很少使用

17、或者參考的列不應(yīng)該創(chuàng)建索引。這是因為，既然這些列很少使用到，因此有索引或者無索引，并不能提高查詢速度。相反，由于增加了索引，反而降低了系統(tǒng)的維護速度和增大了空間需求。第二，對于那些只有很少數(shù)據(jù)值的列也不應(yīng)該增加索引。這是因為，由于這些列的取值很少，例如人事表的性別列，在查詢的結(jié)果中，結(jié)果集的數(shù)據(jù)行占了表中數(shù)據(jù)行的很大比例，即需要在表中搜索的數(shù)據(jù)行的比例很大。增加索引，并不能明顯加快檢索速度。第三，對于那些定義為text, image和bit數(shù)據(jù)類型的列不應(yīng)該增加索引。這是因為，這些列的數(shù)據(jù)量要么相當(dāng)大，要么取值很少。第四，當(dāng)修改性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于檢索性能時，不應(yīng)該創(chuàng)建索引。這是因為，修改性能和檢索性

18、能是互相矛盾的。當(dāng)增加索引時，會提高檢索性能，但是會降低修改性能。當(dāng)減少索引時，會提高修改性能，降低檢索性能。因此，當(dāng)修改性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于檢索性能時，不應(yīng)該創(chuàng)建索引。根據(jù)數(shù)據(jù)庫的功能，可以在數(shù)據(jù)庫設(shè)計器中創(chuàng)建三種索引：唯一索引、主鍵索引和聚集索引。唯一索引唯一索引是不允許其中任何兩行具有相同索引值的索引。當(dāng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中存在重復(fù)的鍵值時，大多數(shù)數(shù)據(jù)庫不允許將新創(chuàng)建的唯一索引與表一起保存。數(shù)據(jù)庫還可能防止添加將在表中創(chuàng)建重復(fù)鍵值的新數(shù)據(jù)。例如，如果在employee表中職員的姓(lname)上創(chuàng)建了唯一索引，則任何兩個員工都不能同姓。 主鍵索引 數(shù)據(jù)庫表經(jīng)常有一列或列組合，其值唯一標(biāo)

19、識表中的每一行。該列稱為表的主鍵。 在數(shù)據(jù)庫關(guān)系圖中為表定義主鍵將自動創(chuàng)建主鍵索引，主鍵索引是唯一索引的特定類型。該索引要求主鍵中的每個值都唯一。當(dāng)在查詢中使用主鍵索引時，它還允許對數(shù)據(jù)的快速訪問。 聚集索引 在聚集索引中，表中行的物理順序與鍵值的邏輯（索引）順序相同。一個表只能包含一個聚集索引。如果某索引不是聚集索引，則表中行的物理順序與鍵值的邏輯順序不匹配。與非聚集索引相比，聚集索引通常提供更快的數(shù)據(jù)訪問速度。局部性原理與磁盤預(yù)讀由于存儲介質(zhì)的特性，磁盤本身存取就比主存慢很多，再加上機械運動耗費，磁盤的存取速度往往是主存的幾百分分之一，因此為了提高效率，要盡量減少磁盤I

20、/O。為了達(dá)到這個目的，磁盤往往不是嚴(yán)格按需讀取，而是每次都會預(yù)讀，即使只需要一個字節(jié)，磁盤也會從這個位置開始，順序向后讀取一定長度的數(shù)據(jù)放入內(nèi)存。這樣做的理論依據(jù)是計算機科學(xué)中著名的局部性原理：當(dāng)一個數(shù)據(jù)被用到時，其附近的數(shù)據(jù)也通常會馬上被使用。程序運行期間所需要的數(shù)據(jù)通常比較集中。由于磁盤順序讀取的效率很高（不需要尋道時間，只需很少的旋轉(zhuǎn)時間），因此對于具有局部性的程序來說，預(yù)讀可以提高I/O效率。預(yù)讀的長度一般為頁（page）的整倍數(shù)。頁是計算機管理存儲器的邏輯塊，硬件及操作系統(tǒng)往往將主存和磁盤存儲區(qū)分割為連續(xù)的大小相等的塊，每個存儲塊稱為一頁（在許多操作系統(tǒng)中，頁得大小通常為4k），主

21、存和磁盤以頁為單位交換數(shù)據(jù)。當(dāng)程序要讀取的數(shù)據(jù)不在主存中時，會觸發(fā)一個缺頁異常，此時系統(tǒng)會向磁盤發(fā)出讀盤信號，磁盤會找到數(shù)據(jù)的起始位置并向后連續(xù)讀取一頁或幾頁載入內(nèi)存中，然后異常返回，程序繼續(xù)運行。6. 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的思路這個我借鑒了慕課上關(guān)于數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的課程。1.SQL語句優(yōu)化1）應(yīng)盡量避免在 where 子句中使用!=或<>操作符，否則將引擎放棄使用索引而進行全表掃描。2）應(yīng)盡量避免在 where 子句中對字段進行 null 值判斷，否則將導(dǎo)致引擎放棄使用索引而進行全表掃描，如：select id from t where num is null可以在num上設(shè)置默認(rèn)值0，確保表

22、中num列沒有null值，然后這樣查詢：select id from t where num=03）很多時候用 exists 代替 in 是一個好的選擇4）用Where子句替換HAVING 子句 因為HAVING 只會在檢索出所有記錄之后才對結(jié)果集進行過濾2.索引優(yōu)化看上文索引3.數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)優(yōu)化1）范式優(yōu)化： 比如消除冗余（節(jié)省空間。） 2）反范式優(yōu)化：比如適當(dāng)加冗余等（減少join） 3）拆分表： 分區(qū)將數(shù)據(jù)在物理上分隔開，不同分區(qū)的數(shù)據(jù)可以制定保存在處于不同磁盤上的數(shù)據(jù)文件里。這樣，當(dāng)對這個表進行查詢時，只需要在表分區(qū)中進行掃描，而不必進行全表掃描，明顯縮短了查詢時間，另外處于不同磁盤的分

23、區(qū)也將對這個表的數(shù)據(jù)傳輸分散在不同的磁盤I/O，一個精心設(shè)置的分區(qū)可以將數(shù)據(jù)傳輸對磁盤I/O競爭均勻地分散開。對數(shù)據(jù)量大的時時表可采取此方法?？砂丛伦詣咏ū矸謪^(qū)。4）拆分其實又分垂直拆分和水平拆分： 案例： 簡單購物系統(tǒng)暫設(shè)涉及如下表： 1.產(chǎn)品表（數(shù)據(jù)量10w，穩(wěn)定） 2.訂單表（數(shù)據(jù)量200w，且有增長趨勢） 3.用戶表 （數(shù)據(jù)量100w，且有增長趨勢） 以mysql為例講述下水平拆分和垂直拆分，mysql能容忍的數(shù)量級在百萬靜態(tài)數(shù)據(jù)可以到千萬 垂直拆分：解決問題：表與表之間的io競爭 不解決問題：單表中數(shù)據(jù)量增長出現(xiàn)的壓力 方案： 把產(chǎn)品表和用戶表放到一個server上 訂單表

24、單獨放到一個server上 水平拆分： 解決問題：單表中數(shù)據(jù)量增長出現(xiàn)的壓力 不解決問題：表與表之間的io爭奪方案： 用戶表通過性別拆分為男用戶表和女用戶表 訂單表通過已完成和完成中拆分為已完成訂單和未完成訂單 產(chǎn)品表 未完成訂單放一個server上 已完成訂單表盒男用戶表放一個server上 女用戶表放一個server上(女的愛購物 哈哈)4.服務(wù)器硬件優(yōu)化這個么多花錢咯！7. 存儲過程與觸發(fā)器的區(qū)別觸發(fā)器與存儲過程非常相似，觸發(fā)器也是SQL語句集，兩者唯一的區(qū)別是觸發(fā)器不能用EXECUTE語句調(diào)用，而是在用戶執(zhí)行Transact-SQL語句時自動觸發(fā)（激活）執(zhí)行。觸發(fā)器是在一個修改了指定表中的數(shù)據(jù)時執(zhí)行的存儲過程。通常通過創(chuàng)建觸發(fā)器來強制實現(xiàn)不同表中的邏輯相關(guān)數(shù)據(jù)的引用完整性和一致性。由于用戶不能