嵌入式软件工程师面试题——2025校招社招通用（十九）

说明：

• 面试群，群号： 228447240
• 面试题来源于网络书籍，公司题目以及博主原创或修改（题目大部分来源于各种公司）；
• 文中很多题目，或许大家直接编译器写完，1分钟就出结果了。但在这里博主希望每一个题目，大家都要经过认真思考，答案不重要，重要的是通过题目理解所考知识点，好应对题目更多的变化；
• 博主与大家一起学习，一起刷题，共同进步；
• 写文不易，麻烦给个三连！！！

1.有抢占式和非抢占式的区别

答案：

非抢占式优先权算法：?在这种方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后，该进程便一直执行下去，直至完成。
抢占式优先权调度算法：在这种方式下，系统同样是把处理机分配给优先权最高的进程，使之执行。但在其执行期间，只要又出现了另一个其优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行，重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。

2.并发和并行

答案：
并发：?是对于单个cpu来说，在一个时刻只能一个进程运行，但是线程的切换时间则是减少到纳秒数量级，多个任务不停的来回切换。
并行：是对于多个CPU来说，多个进程可以同时运行。

区别：
并行的"同时"是同一时刻可以多个任务在运行(处于running)，并发的"同时"是经过不同线程快速切换。

3.进程间的通信中的管道通信实现原理是什么

答案：

操作系统在内核中开辟一块缓冲区(称为管道)用于通信。

编程步骤：

1. 互斥条件：进程对所分配的资源不允许其他进程访问，若其他进程需要访问，只能等待，知道该进程使用完毕后释放资源
2. 请求保持条件：进程获得一定资源后，有对其他资源发出请求，但该资源被其他进程占用，此时请求阻塞，而且这个进程不会释放自己已经占有的资
3. 不可剥夺条件：进程获得资源，只能自己释放，不可剥夺
4. 环路等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接等待资源关系

#include<unistd.h>     
#include<stdio.h>     
#include<stdlib.h>     
#include<string.h>     
#define INPUT  0  //读数据fd    
#define OUTPUT 1   //发数据fd  
     
int main(){     
//创建管道     
    int fd[2];     
    pipe(fd);     
    //创建子进程     
    pid_t pid = fork();     
    if (pid < 0){     
        printf("fork error!\n");     
        exit(-1);     
    }     
    else if (pid == 0){//执行子进程   
        printf("Child process is starting...\n");    
        //子进程向父进程写数据，关闭管道的读端    
        close(fd[INPUT]);   
        write(fd[OUTPUT], "hello douya!", strlen("hello douya!"));   
        exit(0);   
    }   
    else{//执行父进程   
        printf ("Parent process is starting......\n");   
        //父进程从管道读取子进程写的数据 ，关闭管道的写端     
        close(fd[OUTPUT]);     
        char buf[255];   
        int output = read(fd[INPUT], buf, sizeof(buf));   
        printf("%d bytes of data from child process: %s\n", output, buf);   
    }   
    return 0;     
}

?4.说说什么是死锁，产生的条件，如何解决？

答案：

死锁：?是指多个进程在执行过程中，因争夺资源而造成互相等待，此时系统产生了死锁。

产生条件：

1. 互斥条件：进程对所分配的资源不允许其他进程访问，若其他进程需要访问，只能等待，知道该进程使用完毕后释放资源。
2. 请求保持条件：进程获得一定资源后，有对其他资源发出请求，但该资源被其他进程占用，此时请求阻塞，而且这个进程不会释放自己已经占有的资源。
3. 不可剥夺条件：进程获得资源，只能自己释放，不可剥夺。
4. 环路等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接等待资源关系

解决：

1. 资源一次性分配，从而解决请求保持的问题
2. 可剥夺资源：当进程新的资源未得到满足时，释放已有的资源；
3. 资源有序分配：资源按序号递增，进程请求按递增请求，释放则相反

5.单核机械上写多线程程序，是否考虑加锁，为什么？

答案：

需要。

因为线程锁只要是用来实现线程的同步和通信，在抢占是操作系统中，通常为每个线程分配一个时间片，当某个线程时间片耗尽时，操作系统会将其挂起，然后运行另一个线程。如果这两个线程共享某些数据，不使用线程锁的前提下，可能会导致共享数据修改引起冲突。

6.互斥锁机制，互斥锁和读写的区别？

答案：

互斥锁机制：mutex，用于保证在任何时刻，都只能有一个线程访问该对象。当获取锁操作失败时，线程会进入睡眠，等待锁释放时被唤醒。

互斥锁和读写锁：

（1） 读写锁区分读者和写者，而互斥锁不区分；

（2）互斥锁同一时间只允许一个线程访问该对象，无论读写；读写锁同一时间内只允许一个写者，但是允许多个读者同时读对象；

函数 acquire() 获取锁，而函数 release() 释放锁

7.说说什么是信号量，有什么作用？

答案：

由于信号量只能进行两种操作，等待和发送信号，即P(sv)和V(sv)，

(1）P(sv)操作：如果sv的值大于零，就给它减1；如果它的值为零，就挂起该进程的执行（信号量的值为正，进程获得该资源的使用权，进程将信号量减1，表示它使用了一个资源单位）。

(2）V(sv)操作：如果有其他进程因等待sv而被挂起，就让它恢复运行，如果没有进程因等待sv而挂起，就给它加1（若此时信号量的值为0，则进程进入挂起状态，直到信号量的值大于0，若进程被唤醒则返回至第一步）。

作用：用于多进程对共享数据对象的读取，它主要是用来保护共享资源（信号量也属于临界资源），使得资源在一个时刻只有一个进程独享。

8.进程、线程的中断切换的过程是怎样的？

答案：

上下文切换:?指的是内核（操作系统的核心）在CPU上对进程或者线程进行切换。

进程上下文切换：

（1）保护被中断进程的处理器现场信息;

（2）修改被中断进程的进程控制块有关信息，如进程状态等;

（3）把被中断打断的进程控制块加入有关队列;

（4）选择下一个占有处理器运行的进程;

（5）根据被选中进程设置操作系统用到的地址转换和存储保护信息;

（6）根据被选中进程恢复处理器现场。

9.多线程和单线程有什么区别，多线程编程要注意什么，多线程加锁需要注意什么？

答案：

1. 区别：

   • 单线程：程序按照顺序执行，一次只能执行一个任务。当某个任务需要等待 I/O 操作或者其他耗时操作时，整个程序会停止执行，直到该任务完成。
   • 多线程：程序可以同时执行多个任务，每个任务对应一个线程。多线程可以实现并发执行，提高程序的响应速度和效率。

2. 注意事项：

   • 线程同步：多线程编程需要特别注意线程同步，即协调不同线程访问共享资源的问题。如果多个线程同时读写共享数据，可能导致数据不一致或冲突。可以使用锁、信号量等机制来进行线程同步。
   • 竞态条件（Race Condition）：当多个线程同时竞争访问和修改共享数据时，可能会出现竞态条件。为避免竞态条件，需要使用互斥锁、条件变量等机制来保护共享资源的访问。
   • 死锁：在多线程编程中，如果多个线程相互等待对方释放资源，而导致程序无法继续执行，就会发生死锁。避免死锁的方法包括避免循环等待、按序申请资源等。
   • 资源消耗：多线程编程需要更多的系统资源，包括内存和处理器资源。因此，在设计多线程程序时需要考虑系统的资源限制，并合理利用线程池等技术来管理线程。

3. 多线程加锁注意事项：

   • 锁粒度：锁的粒度应尽量小，只保护必要的共享资源，以减少锁的竞争和影响程序性能。
   • 死锁风险：过多的锁使用可能导致死锁问题，因此需要仔细设计锁的获取和释放顺序，避免出现循环等待的情况。
   • 锁的性能：锁的过多使用也会影响程序的性能，因为获取和释放锁会引入额外的开销。因此，需要权衡锁的使用频率和性能之间的平衡。

10.为什么要创建线程池？线程池的设计思路，线程池中线程的数量由什么确定？

答案：

原因：

创建和销毁线程的花销是比较大的，这些时间可能比处理业务时间还要长，这样频繁的创建和销毁线程，再加上业务工作的线程，消耗系统资源的时间，可能导致系统资源不足，线程池可以提升系统效率。

实现线程池步骤：

1. 设置一个生产者消费者队列，作为临时资源；
2. 初始化n个线程，并让其运行起来，加锁去队列里去任务运行；
3. 当任务队列为空时，所有线程阻塞；
4. 当生产者队列来了一个任务后，先对队列加锁，把任务挂到队列上，然后使用条件变量通知阻塞中的线程来处理。

线程的数量：

与CPU、IO/并发、并行有关。

如果是CPU密集型应用，则线程池大小设置为：CPU数目+1；

如果是IO密集型应用，则线程池大小设置为：2*CPU数目+1；

最佳线程数目 = （线程等待时间与线程CPU时间之比 + 1）* CPU数目；