操作系统
操作系统角色和功能
对接底层硬件和上层软件，作为一个沟通桥梁。
内核类型（微内核与宏内核）
微内核和宏内核区别是：微内核的用户空间和内核空间可能在不同的地址空间中，宏内核会在同一个地址空间中
进程定义与特性
进程是一次数据操作的资源分配的最基本单位
线程概念与优势
线程是系统运行的基本单位
进程与线程的区别
他们运行调度的单位不一样，能使用的资源也不一样。进程间是不共享资源的，而线程间共享资源。线程是进程的一部分，启动线程的开销小于进程的启动开销。进程有自己的资源空间，而线程会共享一个进程的资源空间。
进程生命周期管理
进程的整个生命周期有以下状态：
创建：进程正在被创建
就绪：进程创建完毕，等待CPU调度时间片
运行：进程正在CPU时间片上运行
等待/阻塞：进程因外部事件的发生而暂停执行
就绪挂起：进程时间片用完，等待下一段时间片到来被调度运行，并且已被移动到辅存
阻塞挂起：进程仍然处于阻塞状态，但是被移动到了辅存
终止：进程正在被回收资源
进程调度策略
FCFS：先到先运行
优先级分配：运行前设置进程的优先级，高优先级优先分配
时间片：每个进程都有一定的时间可以运行，时间片到达则需要挂起等待下一个时间片
短作业优先：优先调度运行时间短的进程，运行时间长的进程可能会饥饿
高响应：总和等待时间和运行时间进行分配优先级
多级轮转：每个进程都会先进一级优先级运行一段时间，然后被安排到二级优先级。每次运行会优先运行一级优先级进程，没有了才才会运行二级优先级进程。
一些进程种类
孤儿进程：被pid=1的init进程托管的进程
僵尸进程：信息没有同步完毕给父进程，就直接终止的进程。当信息同步完毕后，僵尸进程会回收
守护进程：在后台一直持续运行的进程
并发与并行计算
并发只要保证一批任务在一段时间里同时运行。一般使用的是分时复用。
并行指在多个核心上，一批任务在同一个时间点同时运行。
同步机制（锁、信号量、屏障）
锁：互斥锁、读写锁、乐观锁、悲观锁、死锁、活锁、CAS算法（自旋锁）
死锁的发生需要4个条件：互斥条件、占有且等待条件、循环等待、非抢占条件
活锁就是在出现竞争时，两边都释放条件，让对方优先使用，容易造成资源浪费
互斥锁是比较底层的锁，当一个线程占有了互斥锁，另一个线程尝试请求互斥锁会阻塞
读写锁与读写操作相关，读锁之间不影响，写锁会阻塞所有读锁和后续写锁
乐观锁适用于冲突较少：先修改共享资源，如果最后没有冲突，则提交成功。如果有冲突则提交失败。
悲观锁适用于冲突较多，但时间慢：互斥锁、读写锁、自旋锁都是。
CAS是compareAndSwap，一种底层的原子操作，先匹配指针的原值是否被修改，如果没有则进行交换指针，如果有修改，则返回失败。golang中还有类似其他的原子操作进行修改数值和指针，这些操作都是cpu指令操作，所以不存在锁和竞争，是线程安全的。
信号与信号量：
信号量是一种信号同步工具，一般分为P(wait)操作和V(signal)操作
信号一般用于通知进程，让进程自行决定运行特定的逻辑。SIGKILL和SIGSTOP是无法被捕获的
同步屏障：所有线程/进程都到达某点才能继续运行。线程协程中类似sync.WaitGroup。
死锁的成因与解决策略
死锁的发生需要4个条件：互斥条件、占有且等待条件、循环等待、非抢占条件
死锁的解决可以从3个点方向出发
死锁预防：在发生前，保证4个条件中的一个不满足。
死锁避免：在运行前，使用银行家算法对资源进行调优。
死锁解决：杀死其中一个进程。
进程间通信
FIFO: 命名管道
管道
信号
消息队列
共享内存
socket
分页和分段机制
为了解决整个程序装载到内存无法一次性找到一整块空间的问题。引入了分段和分页。
分段是将程序的不同部分拆分，按照虚拟内存和物理内存映射关系，放到不同的物理内存中。而分页则更为细分，由页号和页内偏移量决定。
分页置换算法：
FIFO
LRU: 最久未使用。链表+map：尝试map找到指定node，移动到链表头，没有则直接加入到链表头，并移除链表尾
时钟置换：时钟轮：一个页被访问，标志为1。需要置换的时，尝试轮询访问标志，如果为1置为0，如果为0则可以换页。
抖动问题：刚置换出的页，又被需要加载到内存
I/O多路复用
select: 数组遍历，每次从内核态拷贝FD，再遍历获取哪些IO可以进行操作。1024上限，轮询控制
poll: 链表遍历，由select演变而来，没有上限，轮询控制
epoll：红黑树组织，只有第一次FD操作需要拷贝，后续调用epoll_wait不拷贝。他是回调控制
使用边缘触发模式时，当被监控的 Socket 描述符上有可读事件发生时，服务器端只会从 epoll_wait 中苏醒一次，即使进程没有调用 read 函数从内核读取数据，也依然只苏醒一次，因此我们程序要保证一次性将内核缓冲区的数据读取完；
使用水平触发模式时，当被监控的 Socket 上有可读事件发生时，服务器端不断地从 epoll_wait 中苏醒，直到内核缓冲区数据被 read 函数读完才结束，目的是告诉我们有数据需要读取；
Reactor和Proactor
Other TODO
内存管理基础
虚拟内存与物理内存
内存分配算法
页面替换策略
文件系统的作用
文件操作与管理
中断与异常处理
系统启动与配置
安全性与保护机制