目录
一、简述互斥锁的机制，互斥锁与读写的区别
1、互斥锁机制
2、互斥锁和读写锁
二、简述信号量及其作用
1、概念
2、原理
3、作用
三、简述进程、线程的中断切换过程
1、进程上下文切换
2、线程上下文切换
四、简述自旋锁和互斥锁的使用场景
1、互斥锁
2、自旋锁
五、简述线程的状态及其切换方式
1、创建状态
2、就绪状态
3、运行状态
4、阻塞状态
5、终止状态
六、简述多线程和单线程的区别，多线程编程、多线程加锁注意事项
1、区别
2、多线程编程注意事项
3、多线程加锁注意事项
一、简述互斥锁的机制，互斥锁与读写的区别
1、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。
2、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。
互斥锁其实就是一个bool变量，为true时表示锁可获取，为false时表示已上锁。这里说的是互斥锁，其实是泛指linux中所有的锁机制。
我们采用互斥锁保护临界区，从而防止竞争条件。也就是说，一个线程在进入临界区时应得到锁，在退出临界区时释放锁。函数acquire（）获取锁，而函数release（）释放锁。如下所示：
do{获得锁关键区释放区剩余区
}while(true);每个互斥锁有一个布尔变量avaliable，它的值表示锁是否可用。如果锁是可用的，那么调用acquire（）会成功，并且锁不再可用。当一个线程试图获取不可用的锁时，它会阻塞，直到锁被释放。按如下定义acquire（）：
acquire(){while (!avaliable);/*busy wait*/available = false;
}按如下定义release（）：
release（）{avaliable = true;
}二、简述信号量及其作用
1、概念
信号量本质上是一个计数器，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。
2、原理
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），具体的行为如下：
（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）。
3、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。
三、简述进程、线程的中断切换过程
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。
1、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）把被中断进程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。
切换页目录以使用新的地址空间。切换内核栈和硬件上下文（包括分配的内存，数据段，堆栈段等）
（6）根据被选中进程恢复处理器现场。
2、线程上下文切换
（1）保护被中断线程的处理器现场信息；
（2）修改被中断线程的线程控制块有关信息，如线程状态等；
（3）把被中断线程的线程控制块加入有关队列；
（4）选择下一个占有处理器运行的线程；
（5）根据被选中线程设置操作系统用到的存储保护信息。
切换内核栈和硬件上下文（切换堆栈以及各寄存器）
（6）根据被选中线程恢复处理器现场。
四、简述自旋锁和互斥锁的使用场景
1、互斥锁
用于临界区持锁时间比较长的操作，比如下面这些情况可以考虑：
（1）临界区有IO操作；
（2）临界区代码复杂或者循环量大；
（3）临界区竞争非常激烈；
（4）单核处理器。
2、自旋锁
主要用在临界区持锁时间非常短且CPU资源不紧张的情况下。
五、简述线程的状态及其切换方式
类似进程，共有五种状态：新建、就绪、运行、阻塞、终止。
转换方式如下：
1、创建状态
一个应用程序从系统上启动，首先进入创建状态，获取系统资源。
2、就绪状态
在创建状态完成之后，线程已经准备好，处于就绪状态，但是还未获得处理器资源，无法运行。
3、运行状态
获取处理器资源，被系统调度，当具有时间片时开始进入运行状态。如果线程的时间片用完了就进入就绪状态。
4、阻塞状态
在运行状态期间，如果进行了阻塞操作，如耗时的I/O操作，此时线程暂时无法操作就进入到了阻塞状态，在这些操作完成后进入就绪状态，等待再次获取处理器资源，被系统调度，当具有时间片时就进入运行状态。
5、终止状态
线程结束或者被系统终止，进入终止状态。
相互转换如图所示：
六、简述多线程和单线程的区别，多线程编程、多线程加锁注意事项
1、区别
（1）多线程从属于一个进程，单线程也从属于一个进程；一个线程挂掉都会导致从属的进程挂掉；
（2）一个进程里有多个线程，可以并发执行多个任务；一个进程里只有一个线程，就只能执行一个任务；
（3）多线程并发执行多任务，需要切换内核栈与硬件上下文，有切换的开销；单线程不需要切换，没有切换开销；
（4）多线程并发执行多任务，需要考虑同步的问题；单线程不需要考虑同步的问题。
2、多线程编程注意事项
多线程编程需要考虑同步的问题。线程间的同步方式包括互斥锁、信号量、条件变量、读写锁。
3、多线程加锁注意事项
主要需要注意死锁的问题。破坏死锁的必要条件从而避免死锁。
