摘自：看完這些面試必問的Linux小知識，我保證你面試后會來給我的文章一鍵三連
作者：萬里羊
發(fā)布時間：2021-04-09 21:55:23
網址：https://blog.csdn.net/weixin_44895651/article/details/115532107

? ? ? ?作為一名以后想從事嵌入式Linux工程師的大學生，那么Linux肯定是得學習的。如果要從事C++后臺或者服務器運維相關的工作那么Linux肯定也是一個必備的工具啦！既然作為工作中需要接觸的工具那么在面試過程中就一定會問到，關于Linux的基本命令、Linux的基本組件、進程間通信、線程間同步…都有可能被問到。盡管面試考察的方面很多，但是經過大量的面試就會發(fā)現有很多問題面試官是會百問不厭的。
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高能預警 干貨滿滿 不確定看看？然后再給個一鍵三連？ 文章將更新！ 走過路過千萬別錯過，點贊收藏+關注是對我最大的支持

文章目錄

• • Linux——系統(tǒng)篇
  • • Linux是什么？
    • Unix和Linux有什么區(qū)別？
    • Linux系統(tǒng)的組成部分？
    • Linux內核的組成部分？
    • 內存管理單元MMU有什么作用？
    • 常見的操作系統(tǒng)進程調度策略有哪些？
    • I/O子系統(tǒng)層次結構
    • 邏輯地址、線性地址、物理地址、總線地址、虛擬地址的區(qū)別？
    • 操作系統(tǒng)的內存一般有哪幾種方式，各有什么優(yōu)缺點？
    • 用戶空間和內核通信的方式有哪些？
    • 調用API read()/write()時，內核具體做了那些事情？
    • 系統(tǒng)調用的作用？
    • Boot loader、Linux內核、根文件系統(tǒng)三者之間的關系？
    • Bootloader的啟動過程分為那兩個階段？
  • Linux——人機交互篇
  • • Linux常用命令
    • Shell腳本
    • GCC、GDB、makefile
    • makefile
  • Linux ——進程線程篇
  • • 進程間通信
    • 線程間同步機制
    • 線程與進程的區(qū)別
    • 什么是死鎖？產生死鎖的原因是什么？
    • 死鎖的四個必要條件是什么？
    • 死鎖的處理方法？
    • 如何預防死鎖？
  • Linux——網絡篇
  • • 網絡基礎知識
    • TCP編程
    • 網絡高頻面試題匯總

Linux——系統(tǒng)篇

Linux是什么？

? ? ? ?簡單的來說Linux就是一套開源的和自由傳播的基于Unix操作系統(tǒng)，是一個基于POSIX和Unix的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。簡單的來說就是和windows、Mac OS比較像的一種多任務、多用戶的操作系統(tǒng)！

Unix和Linux有什么區(qū)別？

? ? ? ?Linux和Unix都是功能強大的操作系統(tǒng)，都是應用廣泛的服務器操作系統(tǒng)，有很多相似之處，甚至有一部分人錯誤地認為Unix和Linux操作系統(tǒng)是一樣的，然而，事實并非如此，以下是兩者的區(qū)別。

開源性
Linux是一款開源操作系統(tǒng)，不需要付費，即可使用；Unix是一款對源碼實行知識產權保護的傳統(tǒng)商業(yè)軟件，使用需要付費授權使用。

跨平臺性
Linux操作系統(tǒng)具有良好的跨平臺性能，可運行在多種硬件平臺上；Unix操作系統(tǒng)跨平臺性能較弱，大多需與硬件配套使用。

可視化界面
Linux除了進行命令行操作，還有窗體管理系統(tǒng)；Unix只是命令行下的系統(tǒng)。

硬件環(huán)境
Linux操作系統(tǒng)對硬件的要求較低，安裝方法更易掌握；Unix對硬件要求比較苛刻，安裝難度較大。

用戶群體
Linux的用戶群體很廣泛，個人和企業(yè)均可使用；Unix的用戶群體比較窄，多是安全性要求高的大型企業(yè)使用，如銀行、電信部門等，或者Unix硬件廠商使用，如Sun等。

? ? ? ?相比于Unix操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)更受廣大計算機愛好者的喜愛，主要原因是Linux操作系統(tǒng)具有Unix操作系統(tǒng)的全部功能，并且能夠在普通PC計算機上實現全部的Unix特性，開源免費的特性，更容易普及使用！

Linux系統(tǒng)的組成部分？

? ? ? ?Linux系統(tǒng)由 boot loader、Linux kernel 、Linux Shell、Linux應用程序組成。

Linux內核的組成部分？

? ? ? ?(1)第一種分類方式：內存管理子系統(tǒng)、進程管理子系統(tǒng)、文件管理子系統(tǒng)、I/O管理子系統(tǒng)

? ? ? ?(2)第二種分類方式：進程調度（SCHED)、進程間通信(IPC)、內存管理(MMU)、虛擬文件系統(tǒng)(VFS)、網絡接口(NET)

內存管理單元MMU有什么作用？

? ? ? ?內存管理單元的主要作用是內存映射、內存分配和回收、內存保護、內存擴充。

常見的操作系統(tǒng)進程調度策略有哪些？

? ? ? ?先來先服務、短進程優(yōu)先、高響應比優(yōu)先、時間片輪轉、多級反饋隊列、最高優(yōu)先權優(yōu)先。

I/O子系統(tǒng)層次結構

? ? ? ?從上至下依次是用戶層I/O軟件，設備獨立性軟件，設備驅動程序，中斷處理程序

邏輯地址、線性地址、物理地址、總線地址、虛擬地址的區(qū)別？

地址簡介

邏輯地址	與內存段相關的偏移地址部分。例如，在C語言獲取指針變量的值，就是邏輯地址，不和絕對的物理地址相關
線性地址	線性地址=邏輯地址+基地址
物理地址	如果啟動了分頁機制，那么線性地址使用頁表項變換后就是物理地址。如果沒有啟用分頁機制，那么線性地址就是物理地址。
總線地址	x86下的I/O地址，ARM下的物理地址。
虛擬地址	MMU虛擬出來的地址

操作系統(tǒng)的內存一般有哪幾種方式，各有什么優(yōu)缺點？

• 分頁存儲管理：優(yōu)點是不需要連續(xù)的內存空間，且內存利用率高（只有很小的頁內碎片）；缺點是 不易于實現內存共享與保護。
• 分段存儲管理：優(yōu)點是易于實現段內存共享和保護；缺點是每段都需要連續(xù)的內存空間，且內存利 用率較低（會產生外部碎片）。
• 段頁式存儲管理：優(yōu)點是不需要連續(xù)的內存空間，內存利用率高（只有很小的頁內碎片），且易于 實現段內存共享和保護；缺點是管理軟件復雜性較高，需要的硬件以及占用的內存也有所增加，使得執(zhí) 行速度下降。

用戶空間和內核通信的方式有哪些？

系統(tǒng)調用API用戶空間進程通過系統(tǒng)調用進入內核空間，訪問指定的內核空間數據

驅動程序	用戶空間進程可以使用封裝后的系統(tǒng)調用接口訪問驅動設備節(jié)點，和運行在內核空間的驅動程序通信
copy_to_user()、copy_from_user()	在驅動程序中調用的接口，實現用戶空間和內核空間的數據拷貝操作，應用于實時性要求不太高的項目中
procfs	是一種特殊的文件系統(tǒng)，是Linux內核信息的抽象文件接口，大量內核中的信息以及可調用的參數都被作為常規(guī)文件映射到這個目錄樹中，用戶可以直接通過echo或cat這樣的命令對系統(tǒng)信息進行修改和查詢。
共享內存mmap	在代碼調用接口，實現內核空間與用戶空間的地址映射，在實時性要求很高的項目中為首選
netlink	用戶進程使用標準的socket API就可以使用netlink提供的強大功能

調用API read()/write()時，內核具體做了那些事情？

? ? ? ?用戶進程調用read()/write()后進入內核空間-> 調用內核的sys_read()/sys_write()函數 -> 內核函數進一步調用fop.read()/fop.write()指向的函數，也就是驅動程序里具體的讀寫函數。

系統(tǒng)調用的作用？

? ? ? ?為應用程序提供訪問硬件的同一接口，以至于應用程序不必關心具體的硬件操作細節(jié)。

? ? ? ?為系統(tǒng)內核提供保護，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，因為**系統(tǒng)調用還規(guī)定了用戶進程進入內核的具體方式以及所能訪問的數據范圍**。

Boot loader、Linux內核、根文件系統(tǒng)三者之間的關系？

? ? ? ?系統(tǒng)上電，就執(zhí)行Bootloader來初始化處理器及其外設，將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個合適的狀態(tài)

? ? ? ?Boot loader傳遞給Linux 內核 bootcmd和boot targs這兩個比較重要的參數，讓Linux內核知道從內存中那個地方讀取相關的設備樹，系統(tǒng)鏡等文件，然后執(zhí)行Linux內核。

? ? ? ?Linux內核完成初始化之后就掛載某個文件系統(tǒng)作為根文件系統(tǒng)。

Bootloader的啟動過程分為那兩個階段？

• 第一個階段是匯編階段，完成一些依賴于CPU體系結構的初始化，并執(zhí)行第二階段的代碼。
• 第二階段是C語言的，進一步完成硬件的初始化，并建立內存映射，并將內存和根文件系統(tǒng)讀取到內存中，然后啟動內核

Linux——人機交互篇

Linux常用命令

? ? ? ?在博主之前的文章中有整理了相關的Linux常用命令可以查看史上最全的Linux常用命令匯總（超全面！超詳細！）收藏這一篇就夠了！這篇文章，這篇文章覆蓋了絕大部分的Linux命令！目前已經有1000+點贊，6000+收藏。這里面需要重點關注的命令就是關于**Linux用戶、Linux進程管理、文件查找**這些是面試官最喜歡問的問題也是最容易記混淆的知識！既然是最容易記混淆的那么就需要重點關注整理一下！

命令作用說明

useradd -m -g 組 新建用戶名	添加新用戶	- m 自動創(chuàng)建用戶家目錄 - g 指定用戶所在的組，負責會建立一個和同名的組
passwd	設置用戶密碼	如果是普通用戶，直接用passwd可以修改自己的賬戶密碼
userdel -r 用戶名	刪除用戶	-r 選項會自動刪除家用戶目錄
cat /etc/passwd | grep 用戶名	確認用戶信息	新建用戶后，用戶信息會保存在/etc/passwd文件中

命令作用說明

ps -aux	查看進程的詳細信息	- a 顯示終端上的所有進程 - u 顯示進程的詳細狀態(tài) - x 顯示沒有控制終端的進程
ps -ef | grep -列出需要的進程	配合管道查看相關的進程的詳細信息
pstree	通過顯示進程的樹狀圖來展示進程間的關系	如果指定了pid，那么樹的根就是該pid
top	監(jiān)控系統(tǒng)不同進程所使用的資源信息
nice <優(yōu)先值> <進程名> - 通過給定的優(yōu)先值啟動一個程序	設置改變進程的優(yōu)先級	普通用戶只能設置0~20,越小優(yōu)先級越高
renice -n -g - 改變指定進程的優(yōu)先值	通過改變指定用戶和組來改變進程優(yōu)先級
kill	用于發(fā)送信號來結束進程	可以通過-9參數來執(zhí)行
netstat -nap | grep xxx	查看進程號為xxx的端口占用號

命令作用說明

find <指定目錄> <指定條件> <指定動作>	查找指定目錄下的指定文件，并對文件進行相關操作	條件參數可以是 - name按照名字進行查找
grep	grep允許對文本進行模式查找	- n顯示匹配行及行號 - v顯示不包含匹配文本的所有行（相當于取反） - i 忽略大小

Shell腳本

? ? ? ?用戶界面和命令行這個另外開發(fā)的程序，Linux下這個命令行的程序就叫Shell，其是一個應用程序，它連接了用戶和 Linux 內核，讓用戶能夠更加高效、安全、低成本地使用 Linux 內核，這就是 Shell 的本質。

? ? ? ?博主在之前學習Shell腳本的時候已經整理的比較詳細了，這里就把鏈接給貼出來啦!

• Shell基本概念
• Shell變量和程序語句
• Shell函數調用以及變量的作用域

GCC、GDB、makefile

• 預處理：引入頭文件、進行宏替換、處理條件編譯指令、去除注釋、添加行號。
• 編譯：進行語法分析等，并生成匯編代碼.s。
• 匯編：將匯編代碼轉成二進制代碼.o（目標文件）。
• 鏈接：將有關的目標文件彼此連接為可執(zhí)行代碼。分為靜態(tài)鏈接（將庫文件代碼搬遷到可執(zhí)行文件 中，后綴是.a）和動態(tài)鏈接（在執(zhí)行的時候轉到庫文件代碼執(zhí)行，后綴是.so）。

之前也有整理關于代碼的編譯還有調試相關的文章，可以戳鏈接進入文章代碼從編譯到運行經歷了什么？

makefile

? ? ? ?makefile從入門到放棄——博主吐血整理的筆記

? ? ? ?makefile的基本條件就是目標和依賴！

Linux ——進程線程篇

進程間通信

? ? ? ?每個進程各自有不同的用戶地址空間，任何一個進程的全局變量在另一個進程中都看不到，所以進程間交換數據必須通過內核，在內核中開辟一塊緩沖區(qū)，進程1把數據從用戶空間拷貝到內核緩沖區(qū)，進程2再從內核緩沖區(qū)把數據讀走，內核提供這種機制稱為進程間通信！

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-2DMiFYSH-1617975383512)(C:\Users\lenovo-pc\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210409204514616.png)]

• 管道

  項目通信方式特點

  無名管道（內存文件）	半雙工通信	數據只能單向流動，只能在有親緣關系的進程間使用（父子進程）
  有名管道（FIFO文件，借助文件系統(tǒng)）	半雙工通信	允許在沒有親緣關系的進程間使用，是先進先出的通信方式

• 共享內存：共享內存就是映射一段能被其他進程所訪問的內存，這段內存由一個進程創(chuàng)建，但是多個進程可以訪問。共享內存是最快的IPC方式，他是針對其他進程間通信方式運行效率低而專門設計的。

• 消息隊列：消息隊列是有消息的鏈表，存放在內核中并由消息隊列標識符標識。消息隊列克服了信號傳遞信息少、管道只能承載無格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限制等缺點。

• 套接字：適用于不同機器間進程通信，在本地可作為兩個進程間通信的方式。

• 信號：用于通知接收進程某個時間已經發(fā)生，比如按下ctrl+C就是信號

• 信號量：信號量就是一個計數器，可以用來控制多個進程對共享資源的訪問。常用一種鎖的機制，實現進程、線程的臨界區(qū)的同步及互斥訪問。

線程間同步機制

• POSIX無名信號量（基于內存的信號量）：可以用于進程間同步
• POSIX有名信號量：線程進程都適用
• 初始化、P操作（申請資源）、V操作（釋放資源）
• 互斥鎖+條件變量：只能用于線程間同步

線程與進程的區(qū)別

? ? ? ?調度：線程是調度的基本單位；進程是擁有所有資源的基本單位。

? ? ? ?并發(fā)性：一個進程內多個線程可以并發(fā)；多個進程可以并發(fā)

? ? ? ?擁有資源：進程擁有獨立的地址空間；線程不擁有系統(tǒng)資源。

? ? ? ?系統(tǒng)開銷：線程創(chuàng)建銷毀只需要處理PC值，狀態(tài)碼，通用寄存器，線程棧和棧指針即可；進程創(chuàng)建和線程需要分配及銷毀task_struct結構。

關于線程與進程我也有整理相關的博客：

• 1、進程簡介

• 2、線程&線程間同步

• 3、Unix間線程通信

• 4、System V間通信

• 5、并發(fā)與競爭

什么是死鎖？產生死鎖的原因是什么？

? ? ? ?死鎖是指多個進程因競爭資源而造成的一種僵局（互相等待），若無外力作用，這些進程將無法向前推進。

? ? ? ?原因：①系統(tǒng)資源不足。②資源分配不當。③進程推進的順序不合適。

死鎖的四個必要條件是什么？

? ? ??互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用，其他進程只能等待。

? ? ? ?請求與保持條件：進程已經獲得至少一個資源，但又提出了新的資源請求，而該資源已被其他進程占有，此時該進程被阻塞，但對已獲得資源依然保持不放。

? ? ? ?不可剝奪條件：進程所獲得的資源不能被其他進程剝奪，只能被自己釋放。

? ? ? ?循環(huán)等待條件：若干進程形成首尾相接循環(huán)等待資源的關系。

? ? ? ?注意：以上四個條件缺一不可。

死鎖的處理方法？

（1）預防死鎖：通過設置一些限制條件，去破壞產生死鎖的必要條件。

（2）避免死鎖：在資源分配過程中，使用某種方法避免系統(tǒng)進入不安全的狀態(tài)，從而避免發(fā)生死鎖。

（3）檢測和解除死鎖：允許死鎖的發(fā)生，但是通過系統(tǒng)的檢測之后，采取一些措施，將死鎖清除掉。

如何預防死鎖？

（1）破壞“請求與保持條件”：

• ①靜態(tài)分配，即每個進程在開始執(zhí)行時就申請它所需要的全部資源

• ②動態(tài)分配，即每個進程在申請所需要的資源時它本身不占用系統(tǒng)資源。

（2）破壞“不可剝奪條件”：一個進程在阻塞等待期間，其占有的資源被隱式釋放后被其他進程使用，而阻塞等待的資源只有獲得所有需要的資源才能重新啟動。

（3）破壞“循環(huán)等待條件”：采用資源的有序分配，將所有資源進行編號，緊缺的資源采用比較大的編號，一個進程只有獲得較小編號的資源才可以申請較大編號的資源。

Linux——網絡篇

網絡基礎知識

? ? ? ?借鑒之前整理的博客：網絡基礎知識

TCP編程

? ? ? ?借鑒之前整理的博客：網絡編程——TCP

網絡高頻面試題匯總

? ? ? ?借鑒之前博客整理的面試題掌握了這些面試題，離大廠的距離更近一步！

本文將持續(xù)更新和維護，如果覺得對自己有幫助就給個贊和關注吧！

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創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現金大獎

總結

以上是生活随笔為你收集整理的面经——Linux相关的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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