1.什么是操作系统
- 操作系统控制和管理整个计算机系统的硬件和软件，通过合理地调度计算机资源，给用户和软件提供接口和环境，操作系统是一种软件。
- 操作系统的特征包括并发、共享、虚拟、异步
- 提供的功能包括：内存管理、处理器管理、文件管理和设备管理
2.系统调用
- 通过系统调用实现从用户态转变为内核态
- 用户态是指运行用户程序的状态；内核态是指执行系统程序的状态；它们两者的区别是系统态可以访问系统所有资源，对系统的影响非常大
- 系统调用按照功能可以分为内存管理、进程控制、进程通信、设备管理、文件管理
3.进程和线程
- 线程是CPU分配的基本单位
- 进程是除CPU之外其他资源分配的基本单位
- 对于Java来说，启动虚拟机就启动了一个进程，进程内部可以运行多个线程
- 线程共享进程的资源，也有部分自己私有的资源
- 线程私有的：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈
- 线程共享的：堆、方法区
4.进程状态的转换
包括三个转换的状态：就绪态、阻塞态、运行态，和创建态、结束态共五种
三态转换
- 就绪态是指获得除CPU以外其他所有资源，运行态缺少CPU资源进入就绪态
- 运行态是指运行状态，就绪态获得CPU后进入运行态
- 阻塞态是指等待除CPU之外其它的资源，运行态缺少其它资源进入阻塞态，阻塞态获取到除CPU资源进入就绪态
5.进程通信
进程之间的信息交换，低级通信方式如PV操作，高级通信方式有：
- 共享存储：设置一段共享空间，两个进程通过对共享空间的读写操作进行通信，需要使用同步操作
- 消息传递：以格式化的消息进行通信
- 管道通信：特殊的消息传递，可以一边读一边写
- 套接字：客户端和服务器之间通过网络来实现通信
6.进程同步
7.进程调度算法
- 先来先服务算法（FCFS），顾名思义先进入调度队列的进程优先分配CPU资源
- 短作业优先算法（SJF），顾名思义从就绪队列中选择预计执行时间最短的进程分配CPU资源
- 优先级调度算法，选择优先级最高的进程分配CPU资源
- 高响应比优先调度算法，计算出响应比，选择最高的进程分配资源。响应比计算是（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间，意味着等待时间越久，响应比越高
- 时间片轮转算法，以时间片为单位，轮流分配CPU资源
- 多级反馈队列调度算法，结合了时间片轮转和优先级调度算法。设置多个就绪队列，分配不同的优先级，然后在高优先级队列中使用时间片轮转调度
8.死锁
多个进程竞争资源导致出现一种僵局，没有外力改变，所有的进程都没办法向前推进
8.1 产生的条件
- 共四个：互斥、不剥夺、请求并保持和循环等待
- 互斥是指资源是互斥占有的，在某个时间点只能分配给一个进程
- 不剥夺是指资源除非自己释放，否则会一直占有，其他进程不能剥夺
- 请求并保持是指进程至少占有了一个资源，请求的新资源被其他进程占有，因此进入阻塞状态，但保持对原有资源的占有
- 循环等待是指存在循环等待链，链中每个进程都占有一个资源，向上一个进程申请它占有的资源
