八股文騷套路之操作系統(tǒng)

八股文騷套路系列之計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)來(lái)啦！?? 今天帶來(lái)的是操作系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)容。

這篇文章，我主要會(huì)介紹如何準(zhǔn)備操作系統(tǒng)面試，推薦一些不錯(cuò)的書(shū)籍以及視頻。并且，我還會(huì)總結(jié)出最常見(jiàn)的一些操作系統(tǒng)面試問(wèn)題，以方便大家把握重點(diǎn)，有的放矢！

另外，我在這個(gè)系列，也會(huì)逐漸將自己在準(zhǔn)備秋招面試過(guò)程中的一些心得，以及一些技巧穿插的進(jìn)行講述，希望對(duì)大家有幫助！

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)這塊一般是中大廠面試問(wèn)的比較多，并且不同的大廠面試之間對(duì)其重視程度也不一樣。比如說(shuō)字節(jié)、騰訊面試就非常重視計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)比如操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這塊，他們會(huì)問(wèn)很多相關(guān)的問(wèn)題。而阿里、京東的面試偏向 Java 生態(tài)，像常用的一些中間件、框架經(jīng)常會(huì)成為面試的重點(diǎn)。像阿里、京東的面試當(dāng)然也會(huì)問(wèn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)比如操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，不過(guò)問(wèn)的深度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較一般。

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面試小技巧

這里帶來(lái)的面試小技巧是關(guān)于 項(xiàng)目介紹 相關(guān)的。

在技術(shù)面試中，面試官通常都會(huì)讓你介紹一下自己所做的項(xiàng)目。

你可不要小看這一環(huán)節(jié)！就是一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目介紹，求職者之間的差距就特別大。有些小伙伴說(shuō)了半天就是說(shuō)不到重點(diǎn)，面試官都著急。而有些小伙伴，不光言簡(jiǎn)意賅地介紹了項(xiàng)目經(jīng)歷，還順帶把面試官引向自己所擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。

想要做好項(xiàng)目介紹，重要的是自己對(duì)于項(xiàng)目非常了解。一般情況下，在面試之前，你至少需要對(duì)你所做的項(xiàng)目下面這些信息了如指掌：

1. 項(xiàng)目背景 ：這個(gè)項(xiàng)目是在什么背景下做的。
2. 項(xiàng)目架構(gòu)圖 ：通常面試官會(huì)讓你手繪一下項(xiàng)目架構(gòu)圖。
3. 項(xiàng)目技術(shù)棧 ：你需要搞懂項(xiàng)目每個(gè)模塊所涉及到的技術(shù)。
4. 項(xiàng)目亮點(diǎn) ：這個(gè)項(xiàng)目有哪些亮點(diǎn)呢？
5. 個(gè)人職責(zé)（重要） ：面試官更看重的是你為這個(gè)項(xiàng)目做了什么貢獻(xiàn)。

具體介紹項(xiàng)目的時(shí)候，你可以這樣來(lái)（個(gè)人歷經(jīng)各種挫折之后所總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，僅供參考）：

1. 簡(jiǎn)單幾句話介紹項(xiàng)目背景，讓面試官對(duì)項(xiàng)目有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)。
2. 介紹一下項(xiàng)目所涉及到的一些技術(shù)點(diǎn)。介紹這些技術(shù)點(diǎn)的時(shí)候，順帶可以簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)用這些技術(shù)都干了什么。比如介紹到 ES 的時(shí)候，你可以簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)它在系統(tǒng)中哪些模塊（搜索模塊？日志模塊）被用到。
3. 介紹自己做了一些什么事情，旨在突出亮點(diǎn)。另外，項(xiàng)目上自己遇到的一些比較有含金量的問(wèn)題及解決方案也可以順帶說(shuō)一下。

通常我們的簡(jiǎn)歷上都會(huì)有至少 2 個(gè)項(xiàng)目經(jīng)歷，個(gè)人建議你把你自己認(rèn)為最有價(jià)值，最能體現(xiàn)出你個(gè)人能力的放在最前面。

最后， 一定一定一定要把自己在項(xiàng)目上做過(guò)的功能所涉及到的技術(shù)給研究透！ 這會(huì)是面試中的重中之重。

操作系統(tǒng)面試準(zhǔn)備

救急準(zhǔn)備

由于篇幅問(wèn)題，我并沒(méi)有寫下面涉及到的知識(shí)點(diǎn)的答案。你可以自行查閱，你也可以參考下面這兩個(gè)開(kāi)源倉(cāng)庫(kù)：

• CS-Notes^[1] ：技術(shù)面試必備基礎(chǔ)知識(shí)、Leetcode 題解、后端面試、Java 面試、春招、秋招、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
• JavaGuide^[2] ：一份涵蓋大部分 Java 程序員所需要掌握的核心知識(shí)。

操作系統(tǒng)基礎(chǔ)概念

操作系統(tǒng)基礎(chǔ)相關(guān)的概念在面試中也會(huì)遇到，不過(guò)，這部分內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，花不了太多時(shí)間。

我簡(jiǎn)單總結(jié)了操作系統(tǒng)基礎(chǔ)概念中比較重要的知識(shí)點(diǎn)：

• 操作系統(tǒng)的作用、特點(diǎn)、分類、發(fā)展
• 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
• 內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)、系統(tǒng)調(diào)用

進(jìn)程和線程（重要）

這個(gè)是非常高頻的考點(diǎn)了！面試官在面試的時(shí)候可能會(huì)先讓你介紹一下進(jìn)程和線程的基本定義，然后再讓你對(duì)比一下兩者。

問(wèn)了這些比較基礎(chǔ)的內(nèi)容之后，有些面試官還會(huì)順帶問(wèn)你進(jìn)程和線程的狀態(tài)以及各種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。

如果還要繼續(xù)深入挖的話，面試官可能還會(huì)問(wèn)你 ：

• 進(jìn)程的通信方式 ：進(jìn)程與進(jìn)程之前是如何進(jìn)行通信的。
• 進(jìn)程調(diào)度算法 ：CPU 如何應(yīng)用不同的調(diào)度算法來(lái)調(diào)度進(jìn)程。

內(nèi)存管理（重要）

面試官可能會(huì)先問(wèn)一些比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題比如內(nèi)存管理的目的、邏輯和物理地址。

比較核心一些的問(wèn)題還是內(nèi)存管理機(jī)制和內(nèi)存管理相關(guān)的一些概念。

• 內(nèi)存管理機(jī)制 ：像內(nèi)存管理機(jī)制簡(jiǎn)單分為連續(xù)分配管理方式和非連續(xù)分配管理方式這兩種。非連續(xù)分配管理方式比較重要，像分頁(yè)機(jī)制、分段機(jī)制、段頁(yè)式機(jī)制都屬于非連續(xù)分配管理。
• 內(nèi)存管理相關(guān)概念 ：快表和多級(jí)頁(yè)表。

除此之外，虛擬內(nèi)存和請(qǐng)求分頁(yè)也非常重要，面試中也經(jīng)常會(huì)遇到。

• 虛擬內(nèi)存 ：虛擬內(nèi)存介紹、局部性原理、虛擬內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)機(jī)制
• 請(qǐng)求分頁(yè) ：頁(yè)表機(jī)制、缺頁(yè)中斷、頁(yè)面置換算法

最后就是死鎖相關(guān)的內(nèi)容了，你需要掌握：

• 死鎖的必要條件
• 死鎖預(yù)防、避免、檢測(cè)與解除

CPU 調(diào)度

CPU 調(diào)度這塊最重要的就是搞懂幾種常見(jiàn)的 CPU 調(diào)度算法：

• 先到先服務(wù)調(diào)度(First-Come First-Served Scheduling，F(xiàn)CFS)
• 最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度(Shortest Job First，SJF)
• 優(yōu)先級(jí)調(diào)度（Priority Scheduling）
• 輪轉(zhuǎn)法調(diào)度(Round Robin，RR)
• ......

上面這幾種調(diào)度算法，大家通過(guò)名字應(yīng)該就能猜出個(gè)大概意義了。這些調(diào)度算法各有優(yōu)劣，沒(méi)有銀彈，只能根據(jù)具體場(chǎng)景選擇具體的調(diào)度算法。

因此，多級(jí)隊(duì)列調(diào)度（Multilevel Queue） 就誕生了。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是把就緒隊(duì)列（存放有待執(zhí)行進(jìn)程）分成多個(gè)獨(dú)立隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列都有自己的調(diào)度算法。

Linux 相關(guān)（重要）

另外的話，操作系統(tǒng)這塊還需要對(duì) Linux 相關(guān)的知識(shí)有所了解：

• Linux 常用命令 ：比如說(shuō)創(chuàng)建文件相關(guān)的命令、搜索相關(guān)的命令
• Linux 文件系統(tǒng) ：文件系統(tǒng)原理、硬鏈接與軟鏈接、目錄結(jié)構(gòu)
• 僵尸進(jìn)程和孤兒進(jìn)程

系統(tǒng)學(xué)習(xí)

如果你要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的話，最硬核最權(quán)威的書(shū)籍是 《操作系統(tǒng)導(dǎo)論》^[3] 。

這本書(shū)是是國(guó)外經(jīng)典教材《Operating Systems:Three Easy Pieces^[4]》的中文版，還入選了國(guó)外著名高等院校信息科學(xué)與技術(shù)優(yōu)秀教材^[5] 。目前，國(guó)內(nèi)很多高校的教材都是用的這本書(shū)。

這本書(shū)的作者還在 Github 分享了中文翻譯版，地址：https://github.com/remzi-arpacidusseau/ostep-translations/tree/master/chinese 。

你可以再配套一個(gè) 《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》^[6] 加深你對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，美滋滋！

如果你覺(jué)得看書(shū)比較枯燥的話，還可以搭配一個(gè)視頻來(lái)學(xué)習(xí)。推薦你看看哈工大的李治軍老師的操作系統(tǒng)慕課，課程地址：https://www.icourse163.org/course/HIT-1002531008#/info 。

整個(gè)課程一共分為 4 大節(jié)，每一大節(jié)的最后還有一些小實(shí)驗(yàn)。

• 操作系統(tǒng)基礎(chǔ)
• 進(jìn)程與線程
• 內(nèi)存管理
• 設(shè)備驅(qū)動(dòng)與文件系統(tǒng)

這個(gè)課程把操作系統(tǒng)中最重要的幾個(gè)模塊都涵蓋到了 ：CPU 管理、內(nèi)存管理、外設(shè)管理、磁盤管理與文件系統(tǒng)、用戶接口和啟動(dòng)模塊。

另外，如果你僅僅是為了準(zhǔn)備操作系統(tǒng)面試的話，我更推薦去年新出的一本國(guó)產(chǎn)的操作系統(tǒng)書(shū)籍：《現(xiàn)代操作系統(tǒng)：原理與實(shí)現(xiàn)》^[7] （夏老師和陳老師團(tuán)隊(duì)的力作，值得推薦）。

這本書(shū)分為 3 部分，主要看第 1 部分就足夠了：

• 操作系統(tǒng)概述 ：主要講了操作系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)概念及簡(jiǎn)史。
• 硬件結(jié)構(gòu) ：主要講了計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)包括 CPU 與指令集架構(gòu)、物理內(nèi)存與 CPU 緩存等內(nèi)容。
• 操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ：主要講了操作系統(tǒng)內(nèi)核架構(gòu)、操作系統(tǒng)復(fù)雜度管理方法等內(nèi)容。
• 內(nèi)存管理 ：主要講了虛擬地址、物理地址、虛擬內(nèi)存、物理內(nèi)存的分配與管理等內(nèi)容。
• 進(jìn)程與線程 ：主要講了進(jìn)程和線程相關(guān)的概念。
• 操作系統(tǒng)調(diào)度 ：主要講了操作系統(tǒng)的調(diào)度機(jī)制。
• 進(jìn)程間通信 ：主要講了進(jìn)程間的通信機(jī)制。
• 同步原語(yǔ) ：主要講了解決并發(fā)訪問(wèn)共享資源出現(xiàn)的同步問(wèn)題的解決方案比如互斥鎖、信號(hào)量、讀寫鎖。
• 文件系統(tǒng) ：主要講了文件存儲(chǔ)相關(guān)的概念。
• 系統(tǒng)虛擬化 : 主要講了 CPU 虛擬化、內(nèi)存虛擬化、I/O 虛擬化等內(nèi)容。

另外，《現(xiàn)代操作系統(tǒng)：原理與實(shí)現(xiàn)》這本書(shū)還有配套的視頻教程，地址：https://cnmooc.org/portal/course/5610/14956.mooc 。

最后，我再推薦一個(gè)國(guó)外學(xué)習(xí)編程的網(wǎng)站 studytonight^[8] ，上面也有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)相關(guān)的學(xué)習(xí)資源。

參考資料