进程与线程：
进程：为了提高CPU执行效率，减少因为程序等待带来的CPU空转以及其他计算机资源的浪费而提出来的。
线程：为了减少进程切换和创建的开销，提高执行效率，节省资源。
多进程与多线程区别：
线程之间共享：进程的堆空间、全局静态存储区
线程之间私有：线程ID、寄存器的值、栈内存、线程的调度策略、线程的私有数据、信号屏蔽字、errno变量
进程间通信：
１、管道：无名管道：半双工，只能在具有亲缘关系的进程间使用
有名管道：半双工，允许无亲缘关系进程之间的通信
２、信号量：一个计数器，可以用来控制多个线程对共享资源的访问，可以同步进程，但是信号量有限。
３、信号：较复杂，用于通知接收进程某个事件已经发生
４、消息队列：是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识，可实现任意进程间的通信，但信息的复制需要额外消耗CPU的时间，不适宜于信息量大或操作频繁的场合。
５、共享内存：映射一段能被其他进程所访问的内存，这段内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问，然而往该内存区存放信息或从中取走信息的进程间通常需要同步。
６、套接字：时间短、性能高、可以加密、安全性强。
线程间通信：
１、锁机制：互斥锁、读写锁、自旋锁
互斥锁：提供了以排他方式防止数据结构被并发修改
读写锁：允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的
自旋锁：互斥锁是资源被占用时，申请者进入睡眠状态，而对于自旋锁，申请者则循环检测是否已经释放锁
２、条件变量：以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止，对条件变量的测试是在互斥锁的保护下进行的
３、信号量：一个计数器，可以用来控制多个线程对共享资源的访问
４、屏障：是用户协调多个线程并行工作的同步机制。屏障允许每个线程等待，直到合作线程达到某一点，然后从该点继续执行
进程与线程的选择：
页面置换算法：
分为局部页面置换和全局页面置换，局部置换仅仅在产生这次缺页的进程的驻留页中选择，而全局置换把内存中所有未被锁定的页都作为置换的候选页，而不管它们属于哪一个进程。
局部页面置换算法：
１、最优页面置换算法(OPT)：选择置换下次访问距当前时间最长的那些页，由于它要求操作系统必须知道将来的事件，所以是不可能的，但是它仍能作为一种标准来衡量其他算法的性能
２、最近最少使用(LRU)：置换内存中上次使用距当前最远的页，性能接近OPT，但是比较难实现
３、先进先出(FIFO)：实现简单，性能相对较差
４、时钟策略(clock)：有一个标志位，当发生缺页中断时，考察指针指向的最老页面，若它的标志位为0，立即淘汰，若标志位为1，则把该位置0，然后指针往下移动一格，如此下去，直到找到被淘汰的页面，然后指针指向它的下一格
５、二次机会法(enhanced clock)：通过增加一个标志位，使时钟算法更有效，增加一个修改标志位，如果需要被替换的页并没有被修改，那么这个页和硬盘中的页的内容是一致的，所以不需要把这个页写回到硬盘中，直接释放内存即可。若页被修改了，那么就先把页写回到硬盘中去，再进行替换。以此减少对硬盘的访问。
６、最不常用算法(LFU)：当一个缺页中断发生时，选择访问次数最少的那个页面，并淘汰。
全局页面置换算法：
１、工作集置换算法：工作集窗口随着时间轴在平移，当某一个页不属于工作集时，就将它替换
２、缺页率置换算法(PFF)：常驻集大小可变，根据缺页率的变化间接体现出运行程序对内存的需求，从而动态调整运行过程中常驻集的大小
抖动问题：
如果分配给一个进程的物理页面太少，不能包含整个的工作集，那么进程将会造成很多的缺页中断，需要频繁地在内存与外存之间替换页面，从而使进程的运行速度变得很慢，我们把这种状态称之为‘抖动’。
系统并发度：驻留在内存中的进程数目叫做系统并发度。
产生抖动的原因：随着驻留内存的进程数目增加，分配给每个进程的物理页面数不断减小，缺页率不断上升，所以OS要选择一个适当的进程数目和进程需要的帧数，以便在并发水平和缺页率之间达到一个平衡。
进程调度：
调度决定了哪个进程必须等待、哪个进程可以继续运行，因此它影响着系统的性能。
调度算法：
１、先来先服务(FCFS):也称作先进先出，FCFS执行长进程比执行短进程更好，相对于I/O密集型的进程，更有利于处理器密集型的进程
２、时间片轮转调度(Round Robin)：基于时钟的抢占策略，每个进程在被抢占前都给定一片时间。
３、最短进程优先(SPN)：非抢占，下一次选择预计处理时间最短的进程，难点在于需要知道或至少需要估计每个进程所需要处理的时间，长进程可能饥饿
４、最短剩余时间(SRT)：针对SPN增加了抢占机制的版本，选择预期剩余时间最短的进程，必须有关处理时间的估计，长进程可能饥饿
５、最高响应比优先(HRRN)：使用了归一化周转时间，它是周转时间和实际服务时间的比率，可作为性能度量。计算公式：
R为响应比，w为等待处理器时间，s为预计的服务时间
当前进程完成或被阻塞时，选择R值最大的进程，R值越大，进程的‘年龄’越大，策略同样需要估计每个进程所需要处理的时间
６、多级反馈(MLFQ)：使用动态优先级机制，能够区分进程在动态执行过程中的特征来动态调整进程优先级，如：等待时间越长，优先级越高，执行时间越长，优先级越低
７、公平共享调度
死锁：
死锁的条件：
１、互斥：一次只有一个进程可以使用一个资源，其他进程不能访问已分配给其他进程的资源
２、占有并等待：当一个进程等待其他进程时，继续占有已经分配的资源
３、不可抢占：不能强行抢占已占有的资源
４、循环等待：存在一个封闭的进程链
解决方法：
死锁预防、死锁避免、死锁检测、死锁恢复
五种IO模型：
IO多路转接：可以监视多个描述符，一般来说 select 和 epoll 最常用，select 因其跨平台性质，而 epoll 由于其性能最好，更加灵活
select：数组实现，最大1024个描述符，开销大
IO多路复用之select总结 - Rabbit_Dale - 博客园
poll：链表实现，突破描述符1024的限制，一般只用POLLIN、POLLOUT和POLLERR即可
IO多路复用之poll总结 - Rabbit_Dale - 博客园
epoll：红黑树实现
IO多路复用之epoll总结 - Rabbit_Dale - 博客园
epoll 两种工作模式：水平触发(LT)和边沿触发(ET)
LT模式：当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll_wait时，会再次响应应用程序并通知此事件。
ET模式：当epoll_wait检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll_wait时，不会再次响应应用程序并通知此事件。
ET模式在很大程度上减少了epoll事件被重复触发的次数，因此效率要比LT模式高。epoll工作在ET模式的时候，必须使用非阻塞套接口，以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。
如何设置非阻塞模式？
１、open()函数：通过设置 flags，必选项 O_WDRW | O_NONBLOCK，适用于终端( dev/tty )
２、fcntl函数(头文件<fcntl.h>)：
可执行各种描述符控制操作，设置方法如下，先读再改变，避免更改其余标志位
int flag = fcntl(fd,F_GETFL);
flag |= O_NONBLOCK;
fcntl(fd,F_SETFL,flag);
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