Linux 服务器

操作系统版本

  • Linux操作系统分类详解
  • Linux和UNIX的关系及区别
  • 服务器操作系统可以分为三类：
    1. 商业公司维护的发行版本(Redhat最著名)
      • RHEL：Redhat商用版本
      • CentOS：Redhat 系列，RHEL的社区克隆版本, 免费
    2. 社区组织维护的发行版本(Debian最著名)
      • Debian：最遵循 GNU 规范的 Linux系统
      • Ubuntu：基于 Debian 的 unstable 版本加强而来
    3. 其他版本
      • OpenSUSE：德国公司资助的社区计划
      • FreeBSD：稳定和高效, 服务器的最佳选择，源于商业化之前的开源Unix
  • Linux 和 Unix
    • Unix系统目前常见的有：Oracle Solaris、FreeBSD、macOS、IBM-AIX、HP-UX等（macOS内核是darwin）
    • Linux系统版本见上面提到的服务器操作系统（除了FreeBSD）
  • Linux 的四个分支
    • Linux的分类
    • 四个分支：Arch系、Redhat系、Debian系、SUSE系
  • SELinux，它是一个 Linux 内核模块，也是 Linux 的一个安全子系统。2.6 及以上版本的 Linux 内核都已经集成了 SELinux 模块。

进程间通信IPC (InterProcess Communication)

  1. System V IPC和POSIX IPC之间的区别
  2. 进程间通信IPC (InterProcess Communication)
  3. 进程间通信方式总结
  4. 管道：管道是半双工的，数据只能向一个方向流动；
    1. 匿名管道：只能用于父子进程或者兄弟进程之间
    2. 有名管道：去除了管道只能在父子进程中使用的限制
  5. 消息队列：调用方式有三种，ipc()系统调用、System V IPC函数、Posix API调用
  6. 共享内存：调用方式有三种，mmap()系统调用、System V IPC函数、Posix API调用
  7. 信号(Signal)：SIGKILL、SIGHUP等
  8. 信号量(semaphore)：有三种：Posix有名信号量（使用Posix IPC名字标识）、Posix基于内存的信号量（存放在共享内存区中）、System V信号量（在内核中维护）
  9. 套接字(socket)

线程间通讯

  1. 线程间的通信、同步方式与进程间通信方式
  2. 进程间、线程间通信方式
  3. 多线程共享地址空间和数据空间，严格讲线程之间通信是不需要程序员干预的，程序员需要干预的是线程之间的同步。
  4. 全局变量（需要处理同步问题）
  5. 管道、消息队列、共享内存
  6. 线程间的同步方式：
    1. 锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁
    2. 信号量机制(Semaphore)：包括无名线程信号量和命名线程信号量
    3. 信号机制(Signal)：类似进程间的信号处理
  7. PS：线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。

进程的信号机制

  • 信号是操作系统中进程间通讯的一种有限制的方式，是一种异步的通知机制，用来提醒进程一个事件已经发送
  • SIGHUP：控制台操作
  • SIGINT：终止进程，Ctrl + C
  • SIGKILL：终止进程，kill -9
  • SIGSTOP：停止进程的执行
  • SIGCONT：恢复进程的执行

什么是进程、线程、协程

  1. 进程线程协程区别
  2. 进程：正在运行中的程序的一个抽象，操作系统资源分配和调度的基本单位
  3. 线程：操作系统进行CPU调度运行的最小单位。一个进程可以包含多个线程
  4. 协程：协程是一种用户态的轻量级线程，又称微线程，英文名 Coroutine，协程的调度完全由用户控制

进程的调度算法

  1. 进程调度算法
  2. 批处理系统：先来先服务、短作业优先、最短剩余时间优先
  3. 交互式系统：时间片轮转、优先级调度、多级反馈队列（前面两种的结合）
  4. 实时系统：要求一个请求在一个确定时间内得到响应，可分为硬实时和软实时

Linux 网络 I/O 模型

  1. Linux IO模式及 select、poll、epoll详解
  2. python之IO多路复用（二）——select、poll、epoll详解
  3. 阻塞 I/O（blocking IO），socket默认情况下是阻塞 I/O
  4. 非阻塞 I/O（nonblocking IO），需要用户进程需要不断的主动询问
  5. I/O 多路复用（IO multiplexing）
    • select，有文件描述符的数量限制(1024)，内核准备好数据后通知用户，用户轮询获取
    • poll，不常使用
    • epoll，没有文件描述符的数量限制，内核准备好数据以后会通知用户哪个连接有数据了
  6. 信号驱动 I/O（signal driven IO），不常使用
  7. 异步 I/O（asynchronous IO），kernel会给用户进程发送一个signal，告知read操作完成。
  8. 前四种是同步IO，怎样理解阻塞非阻塞与同步异步的区别？

Epoll 相关

  • 普通文件为什么不能使用epoll，内核源码搜索grep -r '.poll\s' fs/ | uniq
  • go的线程何时会阻塞，Linux用epoll，BSD/Drawin用kqueue，Windows用IOCP
  • golang 系统调用与阻塞处理，用户态和内核打交道2种方案：自己封装或依赖glibc等运行库
  • Epoll的lt、et模式和惊群
    • epoll惊群效应深度剖析
    • 劫起|再谈Linux epoll惊群问题的原因和解决方案
    • lt水平触发：读写事件没有结束就一直触发；et边缘触发：只触发一次
    • 以tcpServer建立了listenFd等待connectFd事件为例（A、B两个进程使用同一个epoll）：
      • lt的问题是A在epoll_wait到accept的时间间隔内，可能会继续给B发触发事件
      • et没有这个问题，但是epoll_wait到accept的时间间隔内有新的客户端进来就被忽略了，解决办法是每次都要循环处理完
    • 惊群效应：nginx多进程监听epollFd，事件会触发所有的进程，nginx 1.11 之前采用et+锁
    • linux 3.9 解决方案：socket提供SO_REUSEPORT标志，允许多个进程监听同一个ip+port
    • linux 4.5 解决方案：epoll提供EPOLLEXCLUSIVE标志，这样事件只会触发一个进程

用户态、内核态

  1. 理解Linux用户态和内核态
  2. 用户态，程序运行在最低特权级(3级)的状态。执行不了危险操作，比如改系统配置文件、杀掉其他用户的进程、重启系统等。
  3. 内核态，程序运行在0级特权级上时。
  4. 从用户态到内核态切换可以通过三种方式
    1. 系统调用
    2. 不可知的异常，比如缺页异常
    3. 外设中断，比如硬盘读写完成，系统会切换到硬盘读写的中断处理程序中执行后续操作

Linux 常用命令

  • 记一次丢包网络故障
  • vmstat 5：r第一列是cpu忙的个数，id是空闲cpu，us是用户cpu，sy是用户cpu
  • iostat -dx 5：磁盘的读写速度
  • sar -n DEV：查看网卡流量
  • lsof -i:3306：查看端口进程
  • lsof | grep mysql 查看mysql进程打开的文件
  • strace -T -p ：查看进程的trace和耗时
  • strace -c php 1.php：进程trace的统计图表，一次简单的php请求redis会有哪些开销
  • tcpdump -i eth0 port 3306 and host 10.146.56.180 -w tcpdump.log：linux抓包

inode 是什么

每一个文件都有对应的 inode，除了文件名以外的所有文件信息，都存在inode之中

硬链接和软链接

  • 硬链接：ln 源文件 链接名
  • 软链接：ln -s 源文件 链接名
  • 区别：若将源文件删除，硬链接依旧有效，而软链接会无效，即找不到源文件

孤儿进程和僵尸进程

  • 孤儿进程：父进程退出了，被init进程收养
  • 僵尸进程：ps -ef|grep defunc 可以查看。进程死了，但是没有被父进程通过 wait() 或 waitpid() 释放。

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