操作系统杂项（九）

一、简述sleep和wait的区别

1、sleep

2、wait

3、区别

二、简述线程池的设计思路，线程池中线程数量的决定因素

1、设计思路

2、线程池中线程数量

三、进程和线程相比，为何更慢

四、简述Linux零拷贝的原理

1、概念

2、优点

3、原理

五、简述epoll和select的区别，epoll为何高效

1、区别

2、epoll高效的原因

六、简述多路I/O复用技术有哪些及其区别

1、多路I/O复用技术

2、区别

一、简述sleep和wait的区别

1、sleep

sleep是一个延时函数，让进程或线程进入休眠。休眠完毕后继续运行。在Linux系统下，sleep函数的参数是秒，而Windows系统中sleep的函数参数是毫秒。例如：

Windows：

#include <windows.h>  //首先导入头文件
Sleep(500);   //第一个字母大写
//到这里停半秒，然后继续向下执行

Linux：

#include <unistd.h>   //首先导入头文件
sleep(5);    //停5秒
//到这里停5秒，然后继续向下执行

2、wait

wait是父进程回收子进程PCB资源的一个系统调用。进程一旦调用了wait函数，就立即阻塞自己本身，然后由wait函数自动分析当前进程的某个子进程是否已经退出。当找到一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回。如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞，直到有一个出现为止。函数原型为：

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int* status);

子进程的结束状态值会由参数status返回，而子进程的进程识别码也会一起返回。如果不需要结束状态值，则参数status可以设成NULL。

3、区别

（1）sleep是一个延时函数，让进程或线程进入休眠。休眠完毕后继续运行。

（2）wait是父进程回收子进程PCB资源的一个系统调用。

二、简述线程池的设计思路，线程池中线程数量的决定因素

1、设计思路

实现线程池有以下几个步骤：

（1）设置一个生产者消费者队列，作为临界资源；

（2）初始化n个线程，并让其运行起来，加锁去队列里取任务运行；

（3）当任务队列为空时，所有线程阻塞；

（4）当生产者队列来了一个任务后，先对队列加锁，把任务挂到队列上，然后使用条件变量去通知阻塞中的一个线程来处理。

2、线程池中线程数量

影响线程数量的因素：CPU、I/O、并行、并发。

如果是CPU密集型应用，则线程池大小设置为：CPU数目+1

如果是I/O密集型应用，则线程池大小设置为：2*CPU数目+1

最佳线程数目=（线程等待时间与线程CPU时间之比 + 1）*CPU数目

所以线程等待时间所占比例越高，需要越多线程。线程CPU时间所占比例越高，需要越少线程。

那么为什么要创建线程池？创建线程和销毁线程的花销是比较大的，这些时间有可能比处理业务的时间还要长。这样频繁的创建线程和销毁线程，再加上业务工作线程，消耗系统资源的时间，可能导致系统资源不足。同时线程池也是为了提升系统效率。

任务队列可以存放100个任务，此时为空，线程池里面有10个核心线程，若突然来了10个任务，那么刚好10个核心线程直接处理；若来了90个任务，此时核心线程来不及处理，那么有80个任务先入队列，再创建核心线程处理任务；若又来了120个任务，此时任务队列已满，不得已，就需要创建20个普通线程来处理多余的任务。

以上是线程池的工作流程。