GQ 操作系统

操作系统在进行线程切换时需要进行哪些动作？

保存当前线程的上下文，比如CPU寄存器、栈指针等到线程控制块中
更新当前线程的状态
选择下一个要执行的线程
恢复下一个要执行的线程的上下文，恢复CPU寄存器、栈指针、程序计数器等信息

什么是用户态和内核态？

用户态和内核态是什么？

在操作系统里，其实所有程序不是随便跑的，它们分为两种“运行等级”：用户态（User Mode）和内核态（Kernel Mode）。

一句话总结

用户态负责“正常干活”，内核态负责“有权限的活”。
为了保证系统安全、稳定，CPU 给了这两种模式不同的权限。

1. 用户态和内核态分别是什么？

用户态（权限低的模式）

就是普通应用程序运行的地方，比如浏览器、微信、业务代码。
权限有限，不能直接操作硬件（比如磁盘、网络、内存管理等）。
如果应用要访问系统资源，必须通过系统调用让内核帮忙。

你可以把它想象成：
“只能敲前台窗口的顾客，不能自己跑到后台翻文件。”

内核态（权限最高的模式）

是操作系统内核运行的区域。
有最高权限，可以访问所有硬件和系统资源。
驱动、进程管理、内存管理、文件系统等关键逻辑都在这里执行。

对应比喻：
“后台管理员，可以直接接触所有资源。”

2. 为什么要区分用户态和内核态？

主要是为了安全和稳定：

如果普通程序能直接操作硬件，一行错误代码就能让系统崩溃。
内核可以集中管理资源，让系统更可靠。
用户态崩了，只挂一个进程；内核态崩了，整个系统蓝屏/重启。

简单说：
“保护好内核，系统才能稳。”

3. 用户态和内核态如何切换？

只有三种情况能从用户态切到内核态：

① 系统调用（最常见）

比如：

read/write 文件
网络操作
创建进程
分配内存

流程是这样：

用户态应用发起系统调用（比如 read）
CPU 触发中断/异常机制
保存当前执行上下文（PC、寄存器、栈等）
CPU 切换到内核态
内核执行操作
执行完毕再切回用户态继续运行

② 中断（如硬件中断）

比如鼠标、键盘、网卡收到数据，也会强制切到内核态处理。

③ 异常（如除零异常）

出现错误也要交给内核处理。

可以简单记：
“用户态做不了的事，内核态帮你干。”

4. 举例让你秒懂

写文件

用户态业务代码 → 发起 write 系统调用 → 内核态执行 IO → 回到用户态。

网络收包

网卡收到数据（中断）→ 内核态处理 TCP → 应用程序 read 取数据。

创建线程

业务代码调用 pthread_create → 内核创建 PCB → 返回用户态继续执行。

5. 补充

为什么需要上下文切换？

因为 CPU 要从“普通权限”切换到“超级权限”，必须保存/恢复当前状态，避免执行乱套。

内核态一定开销更大吗？

对，切换成本高，不是免费操作：

保存/恢复寄存器
模式切换
TLB 刷新等

所以框架（如 Netty）常减少系统调用次数，就是为了减这个开销。

总结

用户态和内核态是操作系统的两种运行模式。
普通应用程序跑在用户态，权限有限，不能直接操作硬件；内核态是操作系统内核运行的区域，权限最高，可以访问全部硬件资源。

之所以要分层，是为了保证系统安全和稳定。如果用户程序可以直接操控硬件，一旦写错就可能把整个系统搞崩。

当应用程序需要执行像 IO、进程管理这类特权操作时，会通过系统调用、中断或异常切换到内核态，操作系统处理完再切回用户态继续执行。

所以可以简单理解：用户态负责“普通工作”，内核态负责“特权工作”，两者通过系统调用机制安全地切换。

进程之间的通信方式有哪些？

在操作系统里，不同进程是隔离的，不能直接访问对方的数据，所以需要各种 IPC（Inter-Process Communication）机制 来交换数据、做同步、甚至协作。常用的进程间通信方式主要有下面这几类：

管道（Pipe）——最基础、最经典的 IPC

管道就是一个内存中的“单向传输带”，一端写、一端读。
常用于 父子进程之间的简单通信。
如果要跨进程通信，就要用 命名管道（FIFO），它支持不相关进程之间通过一个特殊的文件来通信。

“管道就像水管，只有前后两个进程能用，一个写，一个读；如果想让不相关的两个进程通信，就用带名字的水管，也就是 FIFO。”

消息队列（Message Queue）——带结构的异步通信

系统维护一个消息列表，进程可以往里面“投递消息”，别的进程可以从中“取消息”。
支持不同类型的消息、有优先级。
可以实现异步解耦，不需要双方同时在线。

“消息队列就像邮局，你发一封消息扔进去，收的人什么时候取都可以，是一种典型的异步通信机制。”

共享内存（Shared Memory）——最快的 IPC

多个进程直接共享同一块物理内存。
数据不用复制 → 速度最快。
但必须搭配锁（信号量、互斥锁、读写锁）来保证同步。

“共享内存就像几个人一起看同一张纸，最快，但必须约定好写的时候不能抢，要配合锁用。”

信号量（Semaphore）——资源访问的红绿灯

本质是计数器，用来控制多个进程之间的“互斥”和“同步”。
常与共享内存一起使用，防止并发冲突。

“信号量就是一组红绿灯，用来保证多个进程访问同一资源时不冲突。”

信号（Signal）——用于通知、异常处理

多用于异常事件通知，例如 SIGINT、SIGKILL。
可以看作“操作系统发给进程的中断消息”。

“信号就像操作系统给进程发的一条短信，告诉你发生异常了，比如要终止、要暂停。”

套接字（Socket）——支持跨主机通信

不只用于网络，也可用于本地 IPC（如 UNIX Domain Socket）。
支持跨机器、跨进程通信，应用范围最广。

“Socket 最强大，可以本地通信也可以跨网络通信，是分布式系统里最常用的方式。”

内存映射（MMAP / Memory-Mapped Files）

通过把一个文件映射到多个进程的地址空间实现共享。
适合进程间共享较大数据。

“内存映射就是把一个文件当成‘共享内存’，读写文件等于读写内存。”

小结

IPC 主要有 6 类：管道、消息队列、共享内存、信号量、信号、Socket。
管道最简单；消息队列支持异步；共享内存最快；信号量管互斥同步；信号做事件通知；Socket 最通用，支持跨主机。
本地大量数据用共享内存，跨进程解耦用消息队列，跨机器就用 Socket。

操作系统中的进程有哪几种状态？

5种

进程的调度算法你知道吗？

1.先来先服务（FCFS）

按进程到达的先后顺序调度，简单易实现，但可能让短任务被长任务“拖死”，叫做“长任务占坑”。

2.短作业优先（SJF）/ 最短剩余时间优先（SRTF）

优先让运行时间最短的任务先执行，可以显著降低平均等待时间；但缺点是必须能预估执行时间，而且不适合交互式系统。

3. 优先级调度（Priority Scheduling）

按优先级调度，高优先级先执行。适合有紧急任务的系统，但可能导致低优先级任务长期得不到运行，引发“饥饿”。

4. 时间片轮转（RR）

每个任务轮流按时间片执行，是典型的交互式系统调度方式。时间片越短响应越快，但上下文切换开销越大。

5. 最高响应比优先（HRRN）

通过“响应比 =（等待时间 + 运行时间）/ 运行时间”来决定调度谁。有效避免短作业优先导致的长任务饥饿问题。

6. 多级反馈队列（MLFQ）——最常用

结合多个队列，根据任务表现动态调整优先级：
短任务快速完成，高优先级队列跑；
长任务逐渐降级，跑到低优先级队列。

它结合了 RR、优先级、SJF 的优点，也是现代系统默认使用的算法

小结

常见调度算法有六个：

FCFS（先来先服务），简单但容易被长任务拖慢；
SJF 和 SRTF（短作业优先），平均等待时间最低，但需要预估执行时间；
Priority（优先级调度），高优先级先执行，但可能导致饥饿；
RR（时间片轮转），适合交互式系统，响应快但切换开销大；
HRRN（最高响应比优先），解决了饥饿问题；
最后是最常用的 MLFQ 多级反馈队列，结合时间片和优先级，短任务跑得快，长任务逐渐降级，是现代系统常用策略。

线程和进程有什么区别？

进程、线程、协程的区别

进程负责“资源”，线程负责“执行”，协程负责“更轻量的执行方式”。

进程是什么？（资源隔离+独立内存）

进程就是一个程序的运行实例，比如你打开一个微信，就是一个进程。
每个进程有自己独立的内存空间、文件句柄等资源，是操作系统中资源分配的最小单位。
不同进程之间互不影响，因此稳定性高，但创建和切换成本大。

线程是什么？（执行单元+更轻量）

线程是进程内部的“执行流”，一个进程可以有多个线程。
线程之间共享同一个进程的内存，因此通信非常方便，但安全性要靠加锁保证。
线程是CPU 调度的最小单位，切换比进程轻量，但仍需要 OS 参与调度。

协程是什么？（用户态、极轻、高并发）

协程是比线程更轻量的“用户态调度”的执行方式，不会被 OS 感知。
它把切换时机交给程序自己决定，而不是让 OS 抢占式调度，因此切换开销极低。
常用于大量 I/O 任务，比如 Go 的 goroutine、Java 的虚拟线程。

进程：资源独立、安全但重 → “房子”
线程：共享资源、切换轻 → “房子里的房间”
协程：极轻量、用户态调度 → “房间里的小隔断，不需要 OS 管”

执行成本对比

对比项	进程	线程	协程
创建成本	高	中	很低
切换成本	高（OS 切换）	中（OS 切换）	极低（用户态切换）
内存隔离	完全隔离	共享	共享，逻辑更轻
调度者	OS	OS	程序自身

小结

进程是操作系统分配资源的单位，每个进程有独立的内存，因此安全但切换成本高。
线程是进程里的执行单元，共享进程资源，切换比进程快但需要同步锁来保证安全。
协程更轻量，它在用户态调度，不需要 OS 参与，所以切换成本非常低，非常适合 I/O 密集的高并发场景，比如 Go 的 goroutine 或 Java 的虚拟线程。

什么是软中断、什么是硬中断？

简单来说，硬中断是由硬件触发的，软中断是由软件触发的。

像键盘、网卡、定时器这些外设，每当有事件发生时，会主动给 CPU 发一个“硬中断信号”。CPU 收到后会立刻暂停当前执行的程序，去处理对应的中断逻辑，所以硬中断优先级一般比较高。

硬中断就像外卖小哥敲你家门CPU 不管在干什么，都得先暂停下来去处理

而软中断是程序自己触发的，比如系统调用、int 指令，它们本质上是通过软件的方式，让 CPU 去执行一段内核服务逻辑，比如文件读写、进程调度等。软中断通常优先级低于硬中断。

软中断更像是主动打电话给客服程序或操作系统自己发起一个“请求”

一句话总结：
硬中断来自外设，实时性强、优先级高；软中断来自软件，用来请求内核服务。

为什么要有虚拟内存？

虚拟内存的出现，主要是为了解决三个问题：内存不够用、进程之间要隔离、安全性不好管理。我们可以把它理解成：给每个程序造一个“假的、大内存空间”，再由系统负责把“假地址”映射到真实物理内存里。

这样做的好处非常明显：

1. 内存变大了（扩容能力）

物理内存只有那么一点，但虚拟内存能把程序看到的地址空间放得很大。

比如：

程序觉得自己有 4GB 内存
实际上机器可能只有 8GB 内存同时跑十几个程序
系统不够用时还能把不常用的内存换到磁盘（swap）

总结一句话：虚拟内存让“内存看起来很大”，不够用就上磁盘，程序丝毫感觉不到。

2. 进程之间互不干扰（强隔离）

每个进程都看到自己独立的虚拟地址空间：

A 程序不能直接访问 B 程序内存
也不能乱改系统内核的内存
内核能给不同区域设置访问权限（只读、可执行、不可写等）

这就像每个人住单间房，互相进不了对方房间，安全性大大提高。

3. 让内存管理更简单（系统更好调度）

虚拟内存让操作系统可以随心所欲：

想把程序的某个地址映射到哪块物理内存，全由系统决定
程序不需要关心物理内存是怎么分布的
更易做内存回收、页调度、统一管理

对应用来说是“假地址”，对系统是“真实物理地址”，两边都更自由了。

扩展一下（面试加分用）

1）虚拟地址怎么变成物理地址？

靠硬件 MMU + 页表。

流程大概是：

CPU 生成虚拟地址
MMU 查页表 → 得到物理地址
找不到就触发 Page Fault
系统把磁盘里的页面交换回来继续执行

虚拟内存底层核心：页表 + MMU

2）为什么页表要多级？

因为地址空间巨大，一个巨大页表会占用很多内存。

多级页表能做到：

稀疏内存不需要分配页表
节省内存开销

3）Copy-on-Write（写时复制）为什么重要？

比如 fork()：

父进程和子进程先“共享”内存，直到某一方真正写入才复制。

大大减少内存占用。

4）TLB（快表）是什么？

TLB 是缓存页表的东西，加速地址映射。

没有命中（TLB Miss）时才去查页表。

总结

虚拟内存就是给每个进程提供一个独立、巨大的“假地址空间”，由系统把虚拟地址翻译成物理地址。这样能扩容内存、隔离进程、提高安全性，还让内存管理更灵活。真正落地是靠页表、MMU、Page Fault、TLB 等机制共同完成。

什么是分段、什么是分页？

在操作系统里，分段和分页都是用来管理内存的，但出发点完全不同。

首先说分段（Segmentation）：

我自己理解分段就是按照程序的逻辑结构来切内存。
比如一个程序自然会分成 代码段、数据段、栈段 等，每一段都是独立的、大小也不一样，而且段与段之间不要求连续。

所以分段的好处是：

更贴近程序的逻辑结构，可读性强、好维护；
每段可以按需增长，比如栈往下长、堆往上长，互不干扰；
内存访问会带上“段号 + 段内偏移”。

但分段的问题是段的大小不固定，容易造成外部碎片。

再说分页（Paging）：

分页就是把虚拟内存和物理内存都切成固定大小的“页”（比如 4KB）。固定大小让内存管理特别简单，不会有外部碎片。

分页的特点是：

进程看到的是虚拟地址，虚拟页通过页表映射到物理页；
虚拟页不存在时会触发缺页中断，把页面从磁盘换入；
页面大小固定，所以方便分配与回收。

分页的核心目的，就是让系统可以高效使用物理内存，并支持更大、更独立的虚拟地址空间。

一句话总结：

分段更关注“程序结构”（逻辑切分，大小不固定）；
分页更关注“内存利用”（固定大小的页，更容易管理）。

很多现代系统是段页式结合使用：先按段划分，再在每段内部用分页。

小结

分段和分页都是操作系统的内存管理方式。

分段是按程序的逻辑结构切内存，比如代码段、数据段、栈段等，每段大小都不一样，更贴近程序的真实结构，好理解、好维护，但容易产生外部碎片。

分页则是把虚拟内存和物理内存都切成固定大小的页，通过页表做映射，不会有外部碎片，内存利用率更高，也方便换页和内存回收。

一句话总结就是：
分段关注“程序结构”，分页关注“内存管理与效率”。
现代系统一般是两者结合使用。

说下你常用的 Linux 命令？

一般分为文件操作、系统管理、网络调试、日志查看这几个维度

文件和目录相关的基本操作

日常开发中最常用的就是这些：

ls / ll：查看目录内容，ll 会显示详细信息；ls -a 会显示隐藏文件。
cd / pwd：切换目录、查看当前路径。
mkdir / rm / cp / mv：创建目录、删除、复制、移动文件。
find：查找文件很常用，比如查找最近 7 天的日志：

1	find . -name "*.log" -mtime -7

这些命令主要用来定位文件、管理项目目录。

文件内容查看（排查 bug 必备）

cat：看小文件。
more / less：看大文件，less 可以翻页。
head / tail：看文件开头和结尾，尤其 tail -f 实时看日志非常常用：

1	tail -f app.log \| grep ERROR

grep：文本搜索神器，排查问题最常用。

系统管理相关（定位线上问题最常用）

top/htop：查看 CPU、内存占用，一般线上性能问题都从 top 先看。
ps aux | grep：看指向的 java 进程、服务有没有启动：

1	ps aux \| grep java

kill / kill -9：杀进程（线上谨慎使用 -9）。
df -h：看磁盘空间。
du -sh：看某个目录大小，比如排查日志占满磁盘：

1	du -sh /var/log/

这些主要用来看资源、查进程、排查线上故障。

用户、权限相关

chmod：改权限，比如给脚本加执行权限：

1	chmod 755 start.sh

chown：改文件所属用户。
passwd：改密码。

网络相关（排查联通问题）

ping：是否能 ping 通机房、目标服务。
curl / wget：发 HTTP 请求、下载文件，curl 更适合调接口。
netstat / ss：查看端口是否被占用、服务连通状态。
ifconfig / ip addr：查看服务器 IP 信息。
telnet：测试端口是否能访问。

线上连通性问题基本都靠这些来定位。

压缩与解压

tar -xvf / tar -cvf：解压 / 压缩
zip / unzip
gzip / gunzip

Git、Maven 这些我也会用

因为开发环境也在 Linux 上，所以 Git 和 Maven 也算常用命令。

git pull / git push / git checkout
mvn clean install -Dmaven.test.skip=true

其他性能分析命令（生产排查很有用）

vmstat：内存、CPU 细节
iostat：IO 负载
dmesg：查看系统级错误（比如 OOM）

常用的 Linux 命令基本覆盖了文件管理、系统监控、网络调试、日志排查几个维度，像 ls/ps/top/grep/tail/curl/df/du 这些几乎每天都在用；线上排查问题时主要依赖 top + ps + grep + tail -f 这一套组合拳，处理高 CPU、磁盘满、进程挂掉等典型问题。

小结

我平时在开发和排查问题时，其实 Linux 命令用得很频繁。

首先是文件和目录操作，ls、ll、cd、mkdir、rm 这些是最基本的；比如我经常用 ls -l 看文件权限和大小，用 find 去查最近生成的日志。

在查看文件内容上，我最常用的是 cat、less、grep、tail -f 这些组合，尤其 tail -f app.log | grep ERROR，基本是我线上排查日志的常用招式。

系统监控和进程管理方面，我会用 top 或 htop 看 CPU、内存；用 ps aux | grep java 查看某个服务的进程状态，必要的时候会用 kill 杀掉异常进程。磁盘占满时我通常用 df -h 和 du -sh * 查哪块目录空间过大。

网络相关我会用 ping、curl、telnet、ss -lntp 来排查端口和网络连通性。例如接口不通，我一般会先 curl 一下看响应，再用 ss 确认端口有没有被正常监听。

权限管理方面，chmod 755 给脚本加执行权限，chown 修改文件所属用户，这些在部署服务时非常常用。

整体来说，我用 Linux 命令主要是围绕 文件管理、日志排查、系统监控、网络调试这几个核心场景，特别是排查线上问题时，top + ps + grep + tail -f 是我最常用的一套组合拳。

I/O是什么?

I/O（Input/Output，输入/输出）是计算机系统中用于数据传输的机制，指的是在计算机和外部设备（如键盘、显示器、磁盘等）之间，或在计算机内部组件（如内存和CPU）之间的数据传输过程

为什么网络 I/O 会被阻塞？

网络 I/O 会被阻塞的主要原因有几个。

首先是 等待数据发送或接收完成，例如，当程序试图从网络套接字中读取数据时，如果数据还没有到达，它就会阻塞，直到数据传输完成；
其次是 系统资源限制，当系统的资源（如网络带宽、连接数等）达到最大限制时，进程会被迫等待资源可用，导致阻塞；
第三是 默认的阻塞行为，大多数网络 API（如 recv、send、accept）默认是阻塞模式，即在没有数据可以处理时，它们会一直等待。
- 另外，还有 异步 I/O 模型可以用来解决这些问题。通过这种方式，可以在 I/O 操作时不阻塞程序，继续执行其他任务，直到数据准备好。这种方式通常使用事件驱动模型（如 Node.js、libevent）来实现高效的非阻塞 I/O 操作。

I/O模型有哪些？

I/O模型通常有以下几种：

阻塞I/O（Blocking I/O）：在执行I/O操作时，进程会被阻塞，直到数据准备好或操作完成才能继续执行。就像在银行排队办理业务，只有等到轮到你时才能办。
非阻塞I/O（Non-blocking I/O）：I/O操作不会阻塞进程，如果数据没有准备好，立刻返回错误或状态，进程可以继续执行其他任务。像去银行办理业务，如果柜台忙，离开后稍候再来。
I/O多路复用（I/O Multiplexing）：通过select、poll、epoll等系统调用，可以同时处理多个I/O操作。当数据准备好时，进程才会处理。类似银行大堂经理告知你哪个柜台有空，你再去办理。
信号驱动I/O（Signal-driven I/O）：内核通过信号通知进程，数据准备好了，进程就可以去处理数据。像银行通知VIP会员可以直接去专属柜台办理业务。
异步I/O（Asynchronous I/O）：发起I/O请求后，进程继续做其他事，直到数据准备好后，内核通知进程去处理数据。就像让银行工作人员办理好业务后通知你来取结果，你可以做其他事。

这些模型各有优缺点，适用于不同的场景。

同步和异步的区别？

同步操作需要等待任务完成后才能继续执行；异步操作则不需要等待任务完成，可以继续执行其他任务，提高系统的效率

到底什么是 Reactor？

简单说，Reactor 就是一种“事件驱动 + I/O 多路复用”的服务器处理模型。
它的核心目标是：让一个线程就能高效处理大量并发连接。

如果用一句话总结：

Reactor 就是“一个线程等事件、多个处理器处理事件”的模式。

Reactor 解决的本质问题是什么？

传统 BIO 是一连接一线程，几万连接就死定了。

Reactor 让你做到：

一个或少量线程统一监听所有 I/O 事件（连接、读、写）
一旦有事件发生，就分发给对应的处理器去处理

也就是：监听事件和处理事件彻底解耦了。

Reactor 的 3 大核心角色

Reactor 架构里永远是下面三个角色：

① Reactor（事件反应器）

负责监听所有事件（通过 select/epoll）
一旦有事件发生，就分发给对应 Handler
（就像一个总调度 / 事件分发器）

② Handler（事件处理器）

和某个 I/O 事件绑定，比如“连接事件”“可读事件”“可写事件”
事件来了就负责真正的业务逻辑（读、写、处理、回包）

③ Acceptor（连接处理器）

专门处理新连接
给新连接分配一个 Handler（让后续的读写事件有人负责）

一句话记住：
Reactor 负责“盯着事件”，Handler 负责“干活”。

Reactor 的工作流程

你可以这样讲，非常顺：

Reactor 用一个 selector 一直等事件发生（连接、可读、可写）
事件来了，Reactor 会判断这是哪个连接、什么事件
把事件分发给对应的 Handler
Handler 进行处理，比如读消息→业务逻辑→写回客户端
处理完继续返回 Reactor，继续等下一个事件

和 GUI 程序的“按钮点击触发事件”其实是一个思想。

Reactor vs Proactor

模式	谁负责处理 I/O？	应用程序什么时候被调用？	典型场景
Reactor（同步非阻塞）	应用程序自己完成读写	事件就绪时被通知，然后自己做 I/O	Linux（epoll）常用
Proactor（异步 I/O）	内核帮你完成读写	I/O 完成后通知应用程序处理结果	Windows IOCP

一句话总结：

Reactor 是“事件来了我去读”
Proactor 是“你帮我读好了再通知我”

单 Reactor / 多 Reactor 怎么选？

单 Reactor 单线程

结构简单，但性能有限
适合低并发场景

单 Reactor 多线程

Reactor 负责分发
具体读写交给线程池
常用，性能还不错

多 Reactor 多线程（Nginx / Netty）

主 Reactor 管理连接（Acceptor）
多个子 Reactor 管理读写
吞吐量最高，面试最喜欢问

最容易理解的类比

你可以这样比喻：

想象有一家银行。

大堂经理 = Reactor（等客户、把客户分配给窗口）

每个窗口 = Handler（真正办业务）

迎宾人员 = Acceptor（处理新客户）

Reactor 本质就是：
让一个线程（大堂经理）处理大量连接，而不是一个客户一个窗口。

总结

Reactor 是一种典型的事件驱动模型，广泛用于高并发的网络服务器。
它的核心思想是：用一个或少量线程统一监听所有 I/O 事件（通过 select/epoll），一旦有事件发生，就把事件分发给对应的 Handler 处理，从而实现高并发、非阻塞的事件处理。

它包含三个核心角色：Reactor 负责事件监听与分发、Handler 负责处理读写逻辑、Acceptor 专门处理新连接。

在实现上，Reactor 有单线程、单 Reactor 多线程、多 Reactor 多线程等模式，像 Netty、Nginx、Node.js 都使用了多 Reactor 模型。

总结来说，Reactor 让服务器能用少量线程就支撑高并发连接，适合所有基于非阻塞 I/O 的场景。

Select、Poll、Epoll 之间有什么区别？

Select、Poll 和 Epoll 都是操作系统中用于多路复用 I/O 的方法，它们各有优缺点，主要区别在于它们如何处理文件描述符（fd）。

Select：
- 优点：广泛支持，几乎所有平台都支持。
- 缺点：最多只能监听 1024 个文件描述符，文件描述符多了效率会低；每次调用时需要复制整个文件描述符数组，在大量文件描述符时效率下降。
Poll：
- 优点：没有文件描述符的最大数量限制，支持更多文件描述符。
- 缺点：每次调用时仍需遍历所有的文件描述符，效率随着文件描述符数量增多而降低。
Epoll：
- 优点：Linux 系统中的最优解，支持更多文件描述符，且效率更高。它通过内核和用户空间之间的高效数据交换避免了 select 和 poll 的效率问题。
- 工作原理：Epoll 使用事件通知的方式，当文件描述符就绪时通知应用程序，而不是每次都遍历所有 fd，这使得它在处理大量文件描述符时性能更好。
- 模式：Epoll 支持两种模式，LT（Level Triggered） 和 ET（Edge Triggered），其中 ET 模式效率更高，但需要配合非阻塞 I/O 使用。

总结来说，Select 更基础但限制多，Poll 解决了 Select 的数量问题，Epoll 则是处理大量 I/O 操作时最高效的选择，尤其是在处理大量并发连接时。

OSI 七层模型是什么？

一、OSI 七层模型

OSI 模型是一个标准化的网络通信参考模型，共七层，从下到上分别为：

1. 物理层（Physical）

传输电信号、光信号、比特流
设备：网线、光纤、网卡
协议：RS232、V.35、以太网物理标准

2. 数据链路层（Data Link）

负责成帧、差错检测
协议：PPP、HDLC、交换机、以太网帧格式

3. 网络层（Network）

负责寻址、路由
协议：IP、ARP、RIP、OSPF、BGP

4. 传输层（Transport）

端到端通信、流量控制
协议：TCP、UDP

5. 会话层（Session）

建立、管理和终止会话
-协议：NetBIOS

6. 表示层（Presentation）

数据格式转换、加密解密
协议：JPEG、MPEG

7. 应用层（Application）

各种应用服务
协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS、TELNET、SNMP

二、TCP/IP 五层模型

五层模型实际上是：

物理层 + 数据链路层 + 网络层 + 运输层 + 应用层

对应关系如下：

TCP/IP 五层	作用	对应 OSI
物理层	传输比特流	OSI 物理层
数据链路层	成帧、MAC 地址传输	OSI 数据链路层
网络层	IP、路由	OSI 网络层
传输层	TCP、UDP	OSI 传输层
应用层	HTTP/FTP/SMTP 等	OSI 会话 + 表示 + 应用

记忆口诀

上三合一，下两拆分

三、TCP/IP 四层模型（最常见、最实用）

四层模型是从五层模型简化而来

四层为：

网络接口层（Network Interface Layer）

= 物理层 + 数据链路层
- 负责比特传输、成帧
网络层（Internet Layer）
- 包括 IP、ICMP、ARP
- 路由选择
传输层（Transport Layer）
- TCP、UDP
应用层（Application Layer）
- HTTP、FTP、DNS、SMTP
- = OSI 的应用 + 表示 + 会话

一张表搞定三种模型的区别

模型	层数	特点	是否实际使用
OSI 七层	7 层	理论模型，层次最细	❌ 理论为主
TCP/IP 五层	5 层	教学 & 面试常用	✔️ 常见
TCP/IP 四层	4 层	实际互联网标准	✔️ 真正使用