1. 64位和32位的区别

• 运行能力不同。64位可以一次性可以处理8个字节的数据量，而32位一次性只可以处理4个字节的数据量，因此64位比32位的运行能力提高了一倍。
• 内存寻址不同。64位最大寻址空间为2的64次方，理论值直接达到了16TB，而32位的最大寻址空间为2的32次方，为4GB，换而言之，就是说32位系统的处理器最大只支持到4G内存，而64位系统最大支持的内存高达亿位数。
• 运行软件不同。由于32位和64位CPU的指令集是不同的。所以需要区分32位和64位版本的软件。为了保证兼容性，64位CPU上也能运行老的32位指令。于是实际上我们可以在64位CPU上运行32位程序，但是反过来不行。简而言之就是64位的操作系统可以兼容运行32位的软件，反过来32位系统不可以运行64位的软件。

2. 用户态和内核态

• linux进程有4GB地址空间，3G-4G大部分是共享的，是内核态的地址空间。这里存放整个内核的代码和所有的内核模块以及内核所维护的数据。

  
  
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• 特权级的概念
    对于任何操作系统来说，创建一个进程是核心功能。创建进程要做很多工作，会消耗很多物理资源。比如分配物理内存，父子进程拷贝信息，拷贝设置页目录页表等等，这些工作得由特定的进程去做，所以就有了特权级别的概念。最关键的工作必须交给特权级最高的进程去执行，这样可以做到集中管理，减少有限资源的访问和使用冲突。inter x86架构的cpu一共有四个级别，0-3级，0级特权级最高，3级特权级最低。

• 用户态和内核态的概念
    当一个进程在执行用户自己的代码时处于用户运行态（用户态），此时特权级最低，为3级，是普通的用户进程运行的特权级，大部分用户直接面对的程序都是运行在用户态。Ring3状态不能访问Ring0的地址空间，包括代码和数据；当一个进程因为系统调用陷入内核代码中执行时处于内核运行态（内核态），此时特权级最高，为0级。执行的内核代码会使用当前进程的内核栈，每个进程都有自己的内核栈。
    用户运行一个程序，该程序创建的进程开始时运行自己的代码，处于用户态。如果要执行文件操作、网络数据发送等操作必须通过write、send等系统调用，这些系统调用会调用内核的代码。进程会切换到Ring0，然后进入3G-4G中的内核地址空间去执行内核代码来完成相应的操作。内核态的进程执行完后又会切换到Ring3，回到用户态。这样，用户态的程序就不能随意操作内核地址空间，具有一定的安全保护作用。这里说的保护模式是指通过内存页表操作等机制，保证进程间的地址空间不会互相冲突，一个进程的操作不会修改另一个进程地址空间中的数据。

• 用户态和内核态的切换
    当在系统中执行一个程序时，大部分时间是运行在用户态下的，在其需要操作系统帮助完成一些用户态自己没有特权和能力完成的操作时就会切换到内核态。用户态切换到内核态的3种方式
  （1）系统调用
    这是用户态进程主动要求切换到内核态的一种方式。用户态进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序完成工作。例如fork（）就是执行了一个创建新进程的系统调用。系统调用的机制是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现，如Linux的int 80h中断。
  （2）异常
    当cpu在执行运行在用户态下的程序时，发生了一些没有预知的异常，这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关进程中，也就是切换到了内核态，如缺页异常。
  （3）外围设备的中断
    当外围设备完成用户请求的操作后，会向CPU发出相应的中断信号，这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令而转到与中断信号对应的处理程序去执行，如果前面执行的指令时用户态下的程序，那么转换的过程自然就会是由用户态到内核态的切换。如硬盘读写操作完成，系统会切换到硬盘读写的中断处理程序中执行后边的操作等。
    这三种方式是系统在运行时由用户态切换到内核态的最主要方式，其中系统调用可以认为是用户进程主动发起的，异常和外围设备中断则是被动的。从触发方式上看，切换方式都不一样，但从最终实际完成由用户态到内核态的切换操作来看，步骤有时一样的，都相当于执行了一个中断响应的过程。系统调用实际上最终是中断机制实现的，而异常和中断的处理机制基本一致。

3. 内部碎片和外部碎片

• 内部碎片就是已经被分配出去（能明确指出属于哪个进程）却不能被利用的内存空间；
• 外部碎片指的是还没有被分配出去（不属于任何进程），但由于太小了无法分配给申请内存空间的新进程的内存空闲区域。
• 单道连续分配只有内部碎片。多道固定连续分配既有内部碎片，又有外部碎片。解决方法：使用伙伴系统算法。

4. 内存规划方式

  虚拟内存的由来：当直接让进程使用直接的物理内存时，当对物理内存操作时会出现混乱。有两种解决这个问题：一种通过基址寄存器和界线寄存器形成地址空间，通过交换技术解决内存超载。另外一种就是基于分页的虚拟地址技术。

• 交换技术：把一个进程完整调入内存运行一段时间，然后把他存回磁盘，空闲进程主要存储在磁盘上。缺点：当进程空间大于内存时，不能使用。
• 虚拟内存：把一个进程的一部分调入内存中运行，当内存没有空闲空间时，将新的覆盖旧的页，同时将旧的写入磁盘。虚拟内存主要使用分页存储管理模式。
• 分页存储：实际上存储在物理内存上（磁盘上），运行时一页一页读取；
  • 基本思想：用户程序的地址空间被划分成若干固定大小的区域，称为“页”，相应地，内存空间分成若干个物理块，页和块的大小相等。可将用户程序的任一页放在内存的任一块中，实现了离散分配。页面的大小是为2n ，通常为1KB、2KB、2n KB等。
  • 优点：页面是主存物理空间中划分出来的等长的固定区域。分页方式的优点是页长固定，因而便于构造页表、易于管理，且不存在外部碎片。
  • 缺点：是页长与程序的逻辑大小不相关。例如，某个时刻一个子程序可能有一部分在主存中，另一部分则在辅存中。这不利于编程时的独立性，并给换入换出处理、存储保护和存储共享等操作造成麻烦。
• 分段存储
  • 基本思想：段是按照程序的自然分界划分的长度可以动态改变的区域。通常，程序员把子程序、操作数和常数等不同类型的数据划分到不同的段中，并且每个程序可以有多个相同类型的段。段表本身也是一个段，可以存在辅存中，但一般是驻留在主存中。将用户程序地址空间分成若干个大小不等的段，每段可以定义一组相对完整的逻辑信息。存储分配时，以段为单位，段与段在内存中可以不相邻接，也实现了离散分配。
  • 优缺点：分页对程序员而言是不可见的，而分段通常对程序员而言是可见的，因而分段为组织程序和数据提供了方便。与页式虚拟存储器相比，段式虚拟存储器有许多优点：
    1)段的逻辑独立性使其易于编译、管理、修改和保护，也便于多道程序共享。
    2)段长可以根据需要动态改变，允许自由调度，以便有效利用主存空间。
    3)方便编程，分段共享，分段保护，动态链接，动态增长
  • 因为段的长度不固定，段式虚拟存储器也有一些缺点：
    1)主存空间分配比较麻烦。
    2)容易在段间留下许多碎片，造成存储空间利用率降低。
    3)由于段长不一定是2的整数次幂，因而不能简单地像分页方式那样用虚拟地址和实存地址的最低若干二进制位作为段内地址，并与段号进行直接拼接，必须用加法操作通过段起址与段内地址的求和运算得到物理地址。因此，段式存储管理比页式存储管理方式需要更多的硬件支持。
• 段页存储
  • 基本思想：段页式存储组织是分段式和分页式结合的存储组织方法，这样可充分利用分段管理和分页管理的优点。用分段方法来分配和管理虚拟存储器。程序的地址空间按逻辑单位分成基本独立的段，而每一段有自己的段名，再把每段分成固定大小的若干页。用分页方法来分配和管理实存。即把整个主存分成与上述页大小相等的存储块，可装入作业的任何一页。程序对内存的调入或调出是按页进行的。但它又可按段实现共享和保护。
  • 优点
    1)它提供了大量的虚拟存储空间。
    2)能有效地利用主存，为组织多道程序运行提供了方便。
  • 缺点：
    1)增加了硬件成本、系统的复杂性和管理上的开消。
    2)存在着系统发生抖动的危险。
    3)存在着内部碎片。
    4)还有各种表格要占用主存空间。
    段页式存储管理技术对当前的大、中型计算机系统来说，算是最通用、最灵活的一种方案。

5. 页面置换算法

https：//www.cnblogs.com/Leophen/p/11397699.html
  进程运行时，若其访问的页面不在内存而需将其调入，但内存已无空闲空间时，就需要从内存中调出一页程序或数据，送入磁盘的对换区，其中选择调出页面的算法就称为页面置换算法。好的页面置换算法应有较低的页面更换频率，也就是说，应将以后不会再访问或者以后较长时间内不会再访问的页面先调出。

• FIFO（先进先出算法）
    FIFO 算法是最简单的页面置换算法。FIFO 页面置换算法为每个页面记录了调到内存的时间，当必须置换页面时会选择最旧的页面。FIFO 算法基于队列实现，FIFO 页面置换算法易于理解和编程。然而，它的性能并不总是十分理想：
  • 其一，所置换的页面可以是很久以前使用过但现已不再使用的初始化模块
  • 其二，所置换的页面可以包含一个被大量使用的变量，它早就初始化了，但仍在不断使用
• OPT（最佳置换算法）
    这种页面置换算法确保对于给定数量的帧会产生最低的可能的缺页错误率。FIFO 和 OPT 算法的区别在于：除了在时间上向后或向前看之外，FIFO 算法使用的是页面调入内存的时间，OPT 算法使用的是页面将来使用的时间。
• LRU（最近最少使用算法）
    选择最近最长时间未访问过的页面予以淘汰，它认为过去一段时间内未访问过的页面，在最近的将来可能也不会被访问。该算法为每个页面设置一个访问字段，来记录页面自上次被访问以来所经历的时间，淘汰页面时选择现有页面中值最大的予以淘汰。
    OPT 和 LRU 算法的区别在于：LRU 算法根据各页以前的情况，是“向前看”的，而最佳置换算法则根据各页以后的使用情况，是“向后看”的，LRU 性能较好，但需要寄存器和栈的硬件支持，LRU 是堆栈类的算法，理论上可以证明，堆栈类算法不可能出现 Belady 异常。
• Clock（时钟置换算法）
• LFU（最不常用算法）
• MFU（最常使用算法）

6. 生产者消费者模式

  生产者消费者问题是线程模型中的经典问题：生产者和消费者在同一时间段内共用同一存储空间，生产者向空间里生产数据，而消费者取走数据。优点：支持并发、解耦。

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7. 进程间通信的方式

-   管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。普通管道允许两个进程按标准的生产者-消费者方式进行通信：生产者向管道的一端（写入端）写，消费者从管道的另一端（读出端）读。因此，普通管道是单向的，只允许单向通信。如果需要双向通信，那么就要采用两个管道，而每个管道向不同方向发送数据。
-   有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
-   信号 ( sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
-   信号量( semophore ) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
-   共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，因为它没有数据拷贝的过程，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
-   内存映射（mapped memory）：内存映射允许任何多个进程间通信，每一个使用该机制的进程通过把一个共享的文件映射到自己的进程地址空间来实现它。
-   套接字( socket ) ： 套接口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
-   消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

8. 进程上下文切换与和线程上下文切换

• 什么是上下文切换？
    上下文切换就是从当前执行任务切换到另一个任务执行的过程。但是，为了确保下次能从正确的位置继续执行，在切换之前，会保存上一个任务的状态。
• 区别
    进程上下文切换与线程上下文切换最主要的区别就是线程的切换虚拟空间内存是相同的（因为都是属于自己的进程），但是，进程切换的虚拟空间内存则是不同的。同时，这两种上下文切换的处理都是通过操作系统内核来完成的。内核的这种切换过程伴随的最显著的性能损耗是将寄存器中的内容切换出。

9. 系统突然访问变慢，如何排查和解决？

• 第一步：登录后台服务器/监控平台，查看系统资源是否达到上限，例如：CPU、内存、磁盘、I/O、网络带宽等，如果是这些问题，先将这些问题逐一解决：
  • 如果是CPU的问题，则需要查看一下CPU占比比较高的进程，然后使用jstack命令生成进程的堆栈信息，看是否发生频繁Full GC，如果是的话，还需要看一下内存快照，分析一下内存情况（可以使用java自带的或第三方工具）；
  • 如果是磁盘空间满了，及时清理磁盘；
  • 如果是带宽满了，联系网络工程师解决。
• 第二步：检查应用服务器（Jboss/Tomcat）的线程池配置是否合理，看一下请求的排队现象是否严重，如果严重则需要重新设置合理的线程池。同样，检查一下数据库的连接池设置是否合理，增大连接池设置，同时检查一下是否有慢sql，如果有慢sql，则进行优化（优化方案是查看执行计划，设置合理的索引等）。
• 第三步：查看访问慢的服务的调用链，查看一下调用链中的每一步响应时间是否合理，如果不合理，则联系相关系统的负责人进行排查和解决。
• 第四步：检查web服务器的请求日志，看一下是否存在Doss攻击，如果有Doss攻击，则将攻击者的IP添加到防火墙的黑名单里。

10. 常用Linux 命令

-   整机：top 主要看load average系统负载
-   CPU：vmstat或者pidstat –p 进程号 –r 采样间隔数
-   内存：free –m
-   磁盘：df –h
-   磁盘IO：iostat –xdk 23
-   网络IO：ifstat
-   创建多级目录：mkdir -p Project/a/src

11. Linux如何通过命令查看日志文件的某几行(中间几行或最后几行)

-   cat filename | tail -n +3000 | head -n 1000
-   tail -n 1000：显示最后1000行
-   tail -n +1000：从1000行开始显示，显示1000行以后的
-   head -n 1000：显示前面1000行

12. Inode

https：//blog.csdn.net/Csoap2/article/details/87706737

• 定义：储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。
• 内容：inode包含文件的元信息，具体来说有以下内容：
  • 文件的字节数
  • 文件拥有者的User ID
  • 文件的Group ID
  • 文件的读、写、执行权限
  • 文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。
  • 链接数，即有多少文件名指向这个inode
  • 文件数据block的位置
    可以用stat命令，查看某个文件的inode信息：stat example.txt。总之，除了文件名以外的所有文件信息，都存在inode之中。至于为什么没有文件名，下文会有详细解释。

13. 临界区，互斥量，信号量和事件之间的区别

四种进程或线程同步互斥的控制方法

• 临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源或一段代码，速度快，适合控制数据访问。
• 互斥量：为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计的。
• 信号量：为控制一个具有有限数量用户资源而设计。
• 事 件：用来通知线程有一些事件已发生，从而启动后继任务的开始。

14. 套接字阻塞和非阻塞

  非阻塞模式套接字与阻塞模式套接字相比，不容易使用。使用非阻塞模式套接字，需要编写更多的代码，以便在每个Windows Sockets API函数调用中，对收到的WSAEWOULDBLOCK错误进行处理。因此，非阻塞套接字便显得有些难于使用。
  但是，非阻塞套接字在控制建立的多个连接，在数据的收发量不均，时间不定时，明显具有优势。这种套接字在使用上存在一定难度，但只要排除了这些困难，它在功能上还是非常强大的。通常情况下，可考虑使用套接字的“I/O模型”，它有助于应用程序通过异步方式，同时对一个或多个套接字的通信加以管理。

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