1.运行ping命令会产生一个进程，运行其他服务也会产生一个进程，那么在系统看来，这些进程有什么本质区别吗？#

• 进程的共性（系统视角的统一管理）

  • 资源分配单位：每个进程都拥有独立的虚拟地址空间、文件描述符、信号处理等资源。
  • 调度实体：内核通过进程控制块（PCB/Task Struct）统一管理，参与CPU时间片轮转。
  • 生命周期：均通过fork()、exec()等系统调用创建，通过exit()终止。

• 进程的关键区别（本质差异）

  • 进程的创建来源：
    • 用户主动启动
    • 系统/服务守护进程（如nginx、sshd）
  • 进程的权限与身份：
    • 普通用户
    • root用户
  • 资源占用类型：
    • CPU密集型：如gcc编译进程会长期占用CPU
    • I/O密集型：如nginx服务进程大部分时间阻塞在网络I/O上
    • 短暂任务：ping是短期进程，而mysqld是长期运行的服务
  • 进程间的关系：
    • 会话（Session）与进程组
      • ping通常属于用户终端会话，退出终端会收到SIGHUP信号终止
      • 服务进程通常是独立会话领导者（例如systemd托管的服务）
    • 父子关系：服务进程可能通过fork()创建子进程池
  • 内核视角的特殊性：
    • 内核线程：
      • 无用户空间，直接运行在内核态，以[]标记（ps aux中可见）
      • 与用户进程（如ping）的地址空间、权限级别完全不同

2.线程与进程有什么区别#

进程是资源分配的基本单位，线程是执行的基本单位，多个线程可以共享进程的资源，但每个进程都有独立的资源空间

1. 定义：
   • 进程：是程序的一个执行实例，每个进程都有自己独立的内存空间和资源（如文件描述符）。
   • 线程：是进程内的一个执行单元，是程序执行的最小单位，多个线程共享进程的内存和资源。
2. 资源占用：
   • 进程：每个进程有独立的内存空间，切换进程时会涉及较高的开销。
   • 线程：线程之间共享进程的内存和资源，因此线程之间的切换开销较小。
3. 执行：
   • 进程：进程是独立的执行实体，彼此间通信需要使用进程间通信（IPC）机制。
   • 线程：线程共享进程资源，线程之间的通信通常比较轻便，可以通过共享内存或消息队列等方式。
4. 开销：
   • 进程：创建和销毁进程的开销较大，进程间的上下文切换较为耗时。
   • 线程：创建和销毁线程的开销较小，线程之间的上下文切换也相对较快。

3.多进程服务的结构#

1. 主进程（Master Process）
   • 负责管理服务的生命周期。
   • 通常用来监听客户端请求，负责进程的创建和销毁。
   • 在某些情况下，主进程还会负责任务的分配，比如使用任务队列。
   • 也会处理一些全局共享资源（如配置、日志等）。
2. 工作进程（Worker Process）
   • 负责实际的业务处理。
   • 每个工作进程独立处理一个请求，完成特定的任务。
   • 工作进程之间可以通过共享内存、消息队列或其他IPC（进程间通信）方式来协调。
   • 由于每个工作进程有独立的内存空间和资源，它们之间的崩溃不会直接影响其他进程。
3. 进程间通信（IPC）
   • 由于进程之间是独立的，它们需要某种方式来共享数据或协调工作。
   • 常见的进程间通信方式包括：
     • 共享内存：多个进程共享同一块内存区域。
     • 消息队列：进程通过消息队列发送和接收消息。
     • 管道：一种进程间通过写入和读取数据流进行通信的机制。
     • 套接字（Socket）：在网络上或本地进程间通过套接字进行通信。
4. 负载均衡
   • 多进程架构通常会使用负载均衡策略来分配请求到不同的工作进程。
   • 负载均衡器可以是由主进程实现，或者是通过外部系统（如反向代理服务器）来平衡请求。
5. 进程管理
   • 主进程负责监控工作进程的状态，确保工作进程在失败后能够重启。
   • 一些多进程框架或工具（如 supervisord 或 systemd）会帮助管理和监控进程。

4.什么是并行？什么是并发？它们的区别是什么？#

1. 并发（Concurrency）

   并发是指系统能够在同一时间段内处理多个任务，但不一定是同时进行的。并发的核心在于任务的交替执行，即系统可以在多个任务之间切换，给人一种“同时”的感觉，但实际上它们是在共享资源的情况下交替运行。

   • 特点：
     • 任务是交替执行的，可能是由单个处理器（核心）在不同时间片轮流处理多个任务。
     • 并发通常强调的是管理多个任务的执行，并不要求任务必须是同时进行的。
     • 并发可以通过多线程或多进程等方式实现，但在单核CPU上，任务的执行是轮流进行的。

2. 并行（Parallelism）

   并行是指多个任务在同一时间（真正的同时）被多个处理器（或处理器核心）同时处理。并行的核心在于任务的同步执行，任务在多个处理单元上同时进行，能够加速处理。

   • 特点：
     • 任务同时执行，在不同的处理器或核心上同时运行，通常需要多核CPU或多台计算机。
     • 并行要求任务是可以独立处理的，通常这些任务是通过分解成更小的子任务来并行执行的。
     • 并行的目标是加速任务的完成，通过同时执行多个任务，减少整体处理时间。

5.Linux下的信号（Signal）是什么？如何发送信号给进程？给出具体命令#

在Linux中，信号（Signal）是操作系统用于通知进程发生某种事件的一种机制。信号是一种异步的事件通知，通常用于进程间通信或控制进程的执行。

信号有两种类型：

1. 预定义信号：这些信号由系统定义，并具有固定的含义，例如 SIGKILL、SIGTERM 等。
2. 用户定义信号：用户可以定义并发送自定义的信号，通常是 SIGUSR1 和 SIGUSR2。

信号的作用包括：

• 终止进程（如 SIGKILL、SIGTERM）
• 暂停进程（如 SIGSTOP）
• 继续执行暂停的进程（如 SIGCONT）
• 启动某些特定操作（如 SIGUSR1、SIGUSR2）

例如：kill -9 1234表示强制杀死进程

6.常用的信号有9和15，它们有什么区别#

• SIGTERM (信号15)：是一个请求进程优雅终止的信号。它会告知进程需要终止，但进程可以捕获该信号并执行清理操作（如保存数据、关闭文件等），然后安全地退出。
• SIGKILL (信号9)：是一个强制杀死进程的信号。它会立即终止进程，进程无法捕获或阻止该信号，也无法执行任何清理操作（如保存文件、关闭数据库连接等）。

7.如何将服务放到后台运行？比如将ping命令放到后台运行#

• 使用 &：将命令放到后台。
• 使用 nohup：确保命令在关闭终端后继续运行。
• 使用 disown：将后台任务从Shell会话中分离。
• 使用 screen 或 tmux：创建持久会话，可以随时分离和恢复。

我习惯使用tmux，将ping命令放到后台运行步骤如下：

1
# 创建tmux会话
2
tmux new -s ping
3
# 在tmux会话中执行ping
4
ping 127.0.0.1
5
# 将会话挂到后台
6
Ctrl B然后按D

8.学习byobu，进行窗口上下拆分，左右拆分，并能将其切换到后台运行，唤起到前台#

9.如何设置一个脚本开机自动执行#

1. 使用systemd创建服务

   1
   vim /etc/systemd/system/my_script.service
   

   在文件中输入以下内容，注释需要删掉：

   1
   [Unit]
   2
   Description=My script at startup
   3
   After=network.target
   4
   
   5
   [Service]
   6
   ExecStart=/path/to/your/script.sh
   7
   Restart=always
   8
   User=your_user  # 可选，指定用户执行脚本
   9
   
   10
   [Install]
   11
   WantedBy=multi-user.target
   

   • After=network.target：确保脚本在网络服务启动之后执行（如果脚本需要网络）。
   • Restart=always：如果脚本崩溃，systemd 会自动重启它。
   • WantedBy=multi-user.target：这意味着该服务在进入多用户模式（即常规操作模式）时启动。

   重新加载配置：systemctl daemon-reload

   设置为开机自动执行：systemctl enable my_script.service

   启动服务：systemctl start my_script.service

2. 使用crontab设置开机自启

   cron 是 Linux 中一个定时任务调度工具，它允许你设置在特定时间执行脚本，包括系统启动时

   • 编辑crontab文件：crontab -e
   • 添加一条启动时执行的任务：@reboot /path/to/your/script.sh，@reboot 表示在系统启动时执行指定的脚本
   • 确认是否添加成功：crontab -l

10.如何设置定时任务，让脚本定时执行？并解释’* * * * *‘这五个星号各自的含义#

• 设置定时任务：
  • 编辑crontab文件：crontab -e
  • 添加一条定时执行的任务：* * * * * /path/to/your/script.sh，这五个星号代表定时任务的时间设置
  • 确认是否添加成功：crontab -l
• 五个星号的含义：
  • 第一位（分钟）：表示任务在每小时的哪一分钟执行，范围是 0-59。
    • 例如：5 表示每小时的第 5 分钟执行任务，*/5 表示每 5 分钟执行一次。
  • 第二位（小时）：表示任务在每天的哪个小时执行，范围是 0-23（0 表示午夜 12 点，23 表示 11 点 PM）。
    • 例如：3 表示每天的 3 点执行任务，*/2 表示每 2 小时执行一次。
  • 第三位（日）：表示任务在每月的哪一天执行，范围是 1-31。
    • 例如：15 表示每个月的 15 日执行任务，*/2 表示每 2 天执行一次。
  • 第四位（月）：表示任务在每年的哪个月执行，范围是 1-12（1 表示 1 月，12 表示 12 月）。
    • 例如：6 表示每年的 6 月执行任务，*/3 表示每 3 个月执行一次。
  • 第五位（星期几）：表示任务在每周的哪一天执行，范围是 0-7（0 和 7 都表示星期天，1 表示星期一，以此类推）。
    • 例如：1 表示每周的星期一执行任务，*/2 表示每 2 天执行一次。
• 例如：
  • 每分钟执行一次：* * * * * /path/to/your/script.sh
  • 每天凌晨1点执行：0 1 * * * /path/to/your/script.sh
  • 每两小时执行一次0 */2 * * * /path/to/your/script.sh
  • 每周一执行：0 0 * * 1 /path/to/your/script.sh
  • 每小时的第15分钟执行：15 * * * * /path/to/your/script.sh

11.什么是环境变量？PATH这个环境变量的作用是什么？#

12.如何在PATH中添加内容，并使其永久生效？#

临时修改 PATH（仅对当前会话有效）

1
export PATH=$PATH:/new/directory

• 这个命令将 /new/directory 添加到当前 PATH 的末尾

永久修改 PATH（对所有会话有效）

修改用户的 shell 配置文件（如 ~/.bashrc、~/.bash_profile、~/.zshrc 等），并在文件末尾添加类似以下的行：

1
export PATH=$PATH:/new/directory

后通过运行 source ~/.bashrc（或其他配置文件）使更改生效。

13.crontab中的环境变量与平常的环境变量有什么不同？#

1. 作用范围不同
   • 平常的环境变量：这些环境变量通常在用户的会话中有效，适用于当前的用户登录终端或图形界面程序
   • crontab 中的环境变量：crontab 文件中的环境变量仅对定时任务（即 cron 作业）有效。它们不会影响到其他终端或会话中的环境。cron 作业是由 cron 守护进程执行的，这个进程在执行任务时使用的是最基础的环境变量，因此你需要在 crontab 中明确设置一些关键环境变量，如 PATH、HOME、USER 等，确保脚本正确执行。
2. 加载方式不同
   • 平常的环境变量：这些环境变量通常由系统或用户的 shell 配置文件加载，例如：
     • /etc/profile、/etc/bash.bashrc（系统范围）
     • ~/.bashrc、~/.bash_profile（用户范围） 这些文件会在用户登录或启动新的 shell 会话时被加载，包含了很多系统或应用的配置。
   • crontab 中的环境变量：cron 任务运行时并不自动加载用户的 shell 配置文件（例如 .bashrc、.bash_profile 等）。这意味着任何在这些文件中定义的环境变量，cron 不会默认加载。你必须手动在 crontab 文件中指定这些变量。
3. 可用的默认环境变量不同
   • 平常的环境变量：正常登录时，操作系统会设置许多常用的环境变量，例如 PATH、HOME、USER、SHELL、LANG 等，供用户和程序使用。
   • crontab 中的环境变量：cron 作业通常会有一个非常简化的环境（最小化），这意味着许多标准的环境变量（比如 PATH）可能不存在或不完整。因此，通常需要手动在 crontab 文件中指定这些变量，以确保任务能够正常执行。例如，PATH 可能只包含很少的系统路径，这会导致一些常见的命令无法找到。

14.Linux系统中什么能够与硬件直接交互？#

1. 内核（Kernel）

   Linux 内核是操作系统的核心，负责管理硬件资源与软件之间的交互。

   内核通过设备驱动程序（device drivers）与硬件进行交互。每个硬件设备通常都有一个专门的驱动程序，它们位于内核空间，并且能够将硬件操作转化为软件操作。

2. 设备驱动（Device Drivers）

   设备驱动是内核中与硬件设备进行通信的程序模块。它们负责管理硬件设备的具体细节

   • 磁盘驱动：例如 ext4、NTFS 驱动程序，用于与存储设备交互。
   • 图形驱动：如 NVIDIA、AMD 或开源的 nouveau，用于图形卡的操作。
   • 网络驱动：如 eth0、wlan0 等，用于与网络接口设备（如网卡、Wi-Fi）通信。
   • USB 驱动：负责管理与 USB 设备（如打印机、摄像头、闪存）之间的交互。

3. 系统调用（System Calls）

   系统调用是应用程序与内核之间的接口。通过系统调用，用户空间的程序能够请求内核进行硬件访问。这些调用可能包括：

   • 读/写文件：访问磁盘上的文件。
   • I/O 操作：与硬件进行交互，通常通过文件描述符实现。
   • 网络通信：通过套接字与网络接口卡交互。

   比如，在访问硬盘或其他外设时，用户程序会通过系统调用（如 read() 或 write()）将操作请求传递给内核，然后由内核驱动程序与硬件设备交互。

15.应用程序是如何操作硬件的#

在 Linux 操作系统中，应用程序通过一系列中介层来操作硬件。这些中介层包括 系统调用、设备驱动程序 和 内核

1. 应用程序与内核交互

   应用程序无法直接操作硬件，因为它们运行在 用户空间，而硬件操作需要运行在 内核空间。为了解决这个问题，应用程序通过 系统调用 来请求内核执行特定的硬件操作

2. 内核处理请求

   在接收到系统调用后，内核会通过相应的 设备驱动程序 来与硬件进行交互

3. 设备驱动程序（Device Drivers）

   设备驱动程序是内核的一部分，它充当了应用程序和硬件之间的桥梁。设备驱动程序直接与硬件通信，并将硬件的低级操作封装成更高层次的接口，供内核或应用程序使用

4. 硬件访问

   设备驱动程序通过特定的接口（如 I/O 端口、内存映射 I/O）与硬件进行通信

5. 硬件设备交互

   设备驱动程序将内核或应用程序的请求翻译成硬件能够理解的信

16.什么是驱动？内核依赖驱动还是驱动依赖内核？#

1. 什么是驱动（Device Driver）
   • 驱动（Device Driver）是操作系统中与硬件设备进行通信的程序模块。它充当了硬件与操作系统之间的桥梁，允许操作系统及其应用程序通过抽象的接口访问和控制硬件设备。
2. 内核依赖驱动还是驱动依赖内核
   • 操作系统内核与驱动程序是相互依赖、相互配合的关系。
   • 内核为驱动程序提供运行环境，驱动程序为内核提供对硬件设备的访问能力。
   • 两者共同构成了操作系统对硬件设备的管理和控制体系。

17.不同的Linux系统，使用的内核有什么区别？这些内核由谁进行维护？#

不同的 Linux 发行版可能会使用不同版本的内核

内核的开发由 Linus Torvalds 主持，全球的开发者和社区进行贡献。以下是内核的主要维护者和组织：

• Linus Torvalds：Linux 内核的创始人和主要维护者，负责主线内核的开发和发布。
• Linux 基金会：Linux 基金会通过其支持的项目和社区为内核开发提供资源和协作平台，负责长期支持（LTS）内核的维护。
• 内核开发者社区：全球的开发者贡献补丁和新特性。内核的更新周期通常为 每个季度发布一个新版本，而每个版本的支持期大约为 6 周左右，除 LTS 内核外，后者的支持期为 6 年。
• 发行版开发者：Linux 发行版（如 Ubuntu、Red Hat 等）会对主线内核进行补丁和定制，提供长期的安全更新和维护。每个发行版会为其用户维护特定的内核版本。

18.软件的版本号一般分为几位？#

软件的版本号通常由 三位或四位组成，表示软件的不同更新级别

• 三位版本号：主版本号.次版本号.修订号
  • 主版本号（Major version）：通常在软件发生重大变化、架构变化、功能大幅度改动或不兼容更新时增加
  • 次版本号的更新通常是向后兼容的
  • 修订号（Patch version / Bugfix version）：修复小的 bug、漏洞或进行性能优化时增加，通常不影响功能
• 四位版本号：主版本号.次版本号.修订号.构建号
  • 构建号（Build number）：通常用于标识软件的具体构建或版本号，尤其在自动化构建系统中，构建号用于跟踪每次构建的不同版本。这种编号系统对于开发者和测试人员来说非常有用，可以精确标识软件版本

19.将ping 127.0.0.1制作为system服务，并设置为开机启动#

创建.service文件

1
vim /etc/systemd/system/ping-localhost.service

将以下内容写入该文件

1
[Unit]
2
Description=Continuous ping to localhost (127.0.0.1)
3
After=network.target
4

5
[Service]
6
Type=simple
7
ExecStart=/bin/ping 127.0.0.1
8
Restart=always
9
RestartSec=3
10
User=nobody
11

12
[Install]
13
WantedBy=multi-user.target

• Description：服务描述。
• After=network.target：确保网络就绪后启动。
• Type=simple：服务进程为主进程（非派生型）。
• ExecStart：实际执行的命令（这里是ping 127.0.0.1）。
• Restart=always：进程退出时自动重启。
• RestartSec=3：重启间隔（秒）。
• User=nobody：以低权限用户运行（增强安全性）

重载systemd配置

1
systemctl daemon-reload

启动服务并验证

1
systemctl start ping-localhost
2
systemctl status ping-localhost

设置开机自启

1
systemctl enable ping-localhost

20.如何启动、停止、重启、设置开机启动/取消开机启动system服务#

1
# 启动
2
systemctl start <服务名>.service
3
# 停止
4
systemctl stop <服务名>.service
5
# 重启
6
systemctl restart <服务名>.service
7
# 开机自动运行system服务
8
systemctl enable <服务名>.service
9
# 取消开机自动运行system服务
10
systemctl disable <服务名>.service

21.如何查看system服务的日志？以Ubuntu24和Alma最新版为例#

查看指定服务的日志

1
journalctl -u <服务名>.service

查看所有服务的日志

1
journalctl