字節(jié)客戶端也瘋狂拷打基礎(chǔ)！

作者：小林coding 2023-08-08 15:50:17

操作系統(tǒng)中的原子性操作是通過(guò)硬件和軟件的支持來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在多核處理器上，原子性操作需要保證在多個(gè)核心之間的并發(fā)執(zhí)行中的正確性和一致性。

大家好，我是小林。

關(guān)注我的同學(xué)，有很多都是學(xué)C++的同學(xué)，針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)后端崗位的話，C++可能沒(méi)有太多優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楹苌夙?xiàng)目是用 C++ 做后端業(yè)務(wù)類型的開(kāi)發(fā)了，主流的還是 java 和 go 后端。

但是，很多互聯(lián)網(wǎng)客戶端崗位會(huì)喜歡 C++ 同學(xué)，因?yàn)閷W(xué) C++的同學(xué)，通常計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)都還不錯(cuò)，很多人可能不太知道客戶端崗位具體會(huì)問(wèn)什么，其實(shí)主要也是圍繞 C++、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、算法，這四大塊問(wèn)了，像數(shù)據(jù)庫(kù)、消息隊(duì)列后端組件這些就不會(huì)問(wèn)了。

這次就分享一位 C++同學(xué)，面字節(jié)客戶端崗位的面經(jīng)，都是圍繞C++、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、算法這四大塊內(nèi)容去問(wèn)了。

C++

C++中的內(nèi)存分區(qū)有哪些？

在C++中，內(nèi)存主要分為以下五個(gè)區(qū)域：

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棧區(qū)（Stack）：由編譯器自動(dòng)分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。
堆區(qū)（Heap）：一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收。注意，與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。
全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）（Static）：全局變量和靜態(tài)變量被分配到同一塊內(nèi)存中。在C++中，全局區(qū)還包含了常量區(qū)，字符串常量和其他常量也是存儲(chǔ)在此。
常量區(qū)：是全局區(qū)的一部分，存放常量，不允許修改。
代碼區(qū)（Text）：存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。

介紹一下內(nèi)存對(duì)齊

內(nèi)存對(duì)齊就是就是將數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存的某個(gè)位置，使得CPU可以更快地訪問(wèn)到這個(gè)數(shù)據(jù)，以空間換時(shí)間的方式來(lái)提高 cpu 訪問(wèn)數(shù)據(jù)的性能。

在C++中，內(nèi)存對(duì)齊主要涉及到兩個(gè)概念：對(duì)齊邊界和填充字節(jié)。

對(duì)齊邊界：一般情況下，編譯器會(huì)自動(dòng)地將數(shù)據(jù)存放在它的自然邊界上。例如，int類型的數(shù)據(jù)，它的大小為4字節(jié)，編譯器會(huì)將其存放在4的倍數(shù)的地址上。這就是所謂的對(duì)齊邊界。
填充字節(jié)：為了滿足對(duì)齊邊界的要求，編譯器有時(shí)候需要在數(shù)據(jù)之間填充一些字節(jié)。這些字節(jié)沒(méi)有實(shí)際的意義，只是為了滿足內(nèi)存對(duì)齊的要求。

為什么要字節(jié)對(duì)齊？

平臺(tái)原因(移植原因)：不是所有的硬件平臺(tái)都能訪問(wèn)任意地址上的任意數(shù)據(jù)的；某些硬件平臺(tái)只能在某些地址處取某些特定類型的數(shù)據(jù)，否則拋出硬件異常。
性能原因：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(尤其是棧)應(yīng)該盡可能地在自然邊界上對(duì)齊。原因在于，為了訪問(wèn)未對(duì)齊的內(nèi)存，處理器需要作兩次內(nèi)存訪問(wèn)；而對(duì)齊的內(nèi)存訪問(wèn)僅需要一次訪問(wèn)。

vector中push_back和emplace_back的區(qū)別？

push_back() 向容器尾部添加元素時(shí)，首先會(huì)創(chuàng)建這個(gè)元素，然后再將這個(gè)元素拷貝或者移動(dòng)到容器中（如果是拷貝的話，事后會(huì)自行銷毀先前創(chuàng)建的這個(gè)元素）；
而emplace_back() 在實(shí)現(xiàn)時(shí)，則是直接在容器尾部創(chuàng)建這個(gè)元素，省去了拷貝或移動(dòng)元素的過(guò)程。

C++中的多態(tài)怎么實(shí)現(xiàn)的？

C++中的多態(tài)主要通過(guò)虛函數(shù)和繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)。多態(tài)分為兩種：編譯時(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)多態(tài)。

編譯時(shí)多態(tài)：也稱為靜態(tài)多態(tài)或早綁定。這種多態(tài)是通過(guò)函數(shù)重載和模板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
運(yùn)行時(shí)多態(tài)：也稱為動(dòng)態(tài)多態(tài)或晚綁定。這種多態(tài)是通過(guò)虛函數(shù)和繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)基類的指針或引用指向派生類對(duì)象時(shí)，調(diào)用的虛函數(shù)將是派生類的版本，這就實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)多態(tài)。

什么是純虛函數(shù)？有哪些應(yīng)用場(chǎng)景

純虛函數(shù)是在基類中聲明的虛函數(shù)，它在基類中沒(méi)有定義，但要求任何派生類都要定義自己的實(shí)現(xiàn)方法。在C++中，純虛函數(shù)的聲明形式如下：

virtual void function() = 0;

其中，= 0就表示這是一個(gè)純虛函數(shù)。

含有純虛函數(shù)的類被稱為抽象類。抽象類不能被實(shí)例化，只能作為接口使用。派生類必須實(shí)現(xiàn)所有的純虛函數(shù)，否則該派生類也會(huì)變成抽象類。

純虛函數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景主要包括：

設(shè)計(jì)模式：例如在模板方法模式中，基類定義一個(gè)算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中。這些需要在子類中實(shí)現(xiàn)的步驟就可以聲明為純虛函數(shù)。
接口定義：可以創(chuàng)建一個(gè)只包含純虛函數(shù)的抽象類作為接口。所有實(shí)現(xiàn)該接口的類都必須提供這些函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。

為什么一般將析構(gòu)函數(shù)設(shè)置為虛函數(shù)？

析構(gòu)函數(shù)被設(shè)為虛函數(shù)主要是為了解決基類指針指向派生類對(duì)象時(shí)的資源釋放問(wèn)題。

如果我們有一個(gè)基類指針，它實(shí)際上指向一個(gè)派生類對(duì)象，當(dāng)我們刪除這個(gè)基類指針時(shí)，如果析構(gòu)函數(shù)不是虛函數(shù)，那么就只會(huì)調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)，而不會(huì)調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)。這可能會(huì)導(dǎo)致派生類對(duì)象的一些資源沒(méi)有被正確釋放，從而引發(fā)內(nèi)存泄漏等問(wèn)題。

如果我們將析構(gòu)函數(shù)設(shè)置為虛函數(shù)，那么在刪除基類指針時(shí)，會(huì)首先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)，然后再調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)，從而確保所有的資源都能被正確釋放。

什么是內(nèi)聯(lián)函數(shù)？

在C++中，使用關(guān)鍵字"inline"可以聲明一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)。聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)的函數(shù)會(huì)在編譯時(shí)被視為候選項(xiàng)，編譯器會(huì)嘗試將其展開(kāi)，將函數(shù)體直接插入到調(diào)用點(diǎn)處。這樣可以避免函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷，減少了函數(shù)調(diào)用的棧幀等額外開(kāi)銷，從而提高程序的執(zhí)行效率。

內(nèi)聯(lián)函數(shù)有什么缺點(diǎn)？

內(nèi)聯(lián)函數(shù)的缺點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

代碼膨脹：內(nèi)聯(lián)函數(shù)會(huì)在每個(gè)調(diào)用它的地方進(jìn)行代碼替換，這可能導(dǎo)致代碼膨脹。如果內(nèi)聯(lián)函數(shù)體非常大或者被頻繁調(diào)用，會(huì)增加可執(zhí)行文件的大小，可能導(dǎo)致緩存不命中，影響性能。
編譯時(shí)間增加：內(nèi)聯(lián)函數(shù)需要在每個(gè)調(diào)用點(diǎn)進(jìn)行代碼替換，這會(huì)增加編譯時(shí)間。特別是當(dāng)內(nèi)聯(lián)函數(shù)被廣泛使用時(shí)，編譯時(shí)間可能會(huì)顯著增加。
可讀性降低：內(nèi)聯(lián)函數(shù)會(huì)將函數(shù)體嵌入到調(diào)用點(diǎn)，可能導(dǎo)致代碼的可讀性降低。函數(shù)體被分散在多個(gè)地方，可能會(huì)使代碼難以理解和維護(hù)。

網(wǎng)絡(luò)

http狀態(tài)碼有哪些？

五大類 HTTP 狀態(tài)碼

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1xx 類狀態(tài)碼屬于提示信息，是協(xié)議處理中的一種中間狀態(tài)，實(shí)際用到的比較少。
2xx 類狀態(tài)碼表示服務(wù)器成功處理了客戶端的請(qǐng)求，也是我們最愿意看到的狀態(tài)。
3xx 類狀態(tài)碼表示客戶端請(qǐng)求的資源發(fā)生了變動(dòng)，需要客戶端用新的 URL 重新發(fā)送請(qǐng)求獲取資源，也就是重定向。
4xx 類狀態(tài)碼表示客戶端發(fā)送的報(bào)文有誤，服務(wù)器無(wú)法處理，也就是錯(cuò)誤碼的含義。
5xx 類狀態(tài)碼表示客戶端請(qǐng)求報(bào)文正確，但是服務(wù)器處理時(shí)內(nèi)部發(fā)生了錯(cuò)誤，屬于服務(wù)器端的錯(cuò)誤碼。

http1.1、2.0版本的區(qū)別？

HTTP/1.1和HTTP/2.0是兩個(gè)不同版本的HTTP協(xié)議，它們之間有以下幾個(gè)主要區(qū)別：

多路復(fù)用：HTTP/1.1中，每個(gè)請(qǐng)求都需要建立一個(gè)獨(dú)立的連接，而HTTP/2.0引入了多路復(fù)用技術(shù)，允許在同一個(gè)連接上同時(shí)發(fā)送多個(gè)請(qǐng)求和接收多個(gè)響應(yīng)，提高了并發(fā)性能。
二進(jìn)制分幀：HTTP/2.0使用二進(jìn)制分幀機(jī)制，將請(qǐng)求和響應(yīng)數(shù)據(jù)分割為更小的幀，每個(gè)幀都有自己的標(biāo)識(shí)和優(yōu)先級(jí)，可以獨(dú)立傳輸和處理，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵`活性和效率。
首部壓縮：HTTP/2.0使用了首部壓縮算法，減少了請(qǐng)求和響應(yīng)的首部大小，節(jié)省了帶寬和傳輸時(shí)間。
服務(wù)器推送：HTTP/2.0支持服務(wù)器推送，服務(wù)器可以在客戶端請(qǐng)求之前主動(dòng)將相關(guān)資源推送給客戶端，減少了額外的請(qǐng)求延遲。

在瀏覽器輸入U(xiǎn)RL之后，具體流程是什么？

具體的流程如下：

URL解析：瀏覽器首先解析輸入的URL，提取出協(xié)議、主機(jī)名、端口號(hào)、路徑等信息。
DNS解析：瀏覽器將主機(jī)名轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的IP地址，通過(guò)DNS解析來(lái)完成這一步驟。
建立TCP連接：瀏覽器與服務(wù)器之間建立TCP連接，通過(guò)三次握手建立可靠的連接。
發(fā)送HTTP請(qǐng)求：瀏覽器構(gòu)建HTTP請(qǐng)求報(bào)文，包括請(qǐng)求方法（GET、POST等）、請(qǐng)求頭部、請(qǐng)求體等信息，并將其發(fā)送給服務(wù)器。
服務(wù)器處理請(qǐng)求：服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，根據(jù)請(qǐng)求的路徑、參數(shù)等進(jìn)行處理，并生成對(duì)應(yīng)的HTTP響應(yīng)。
接收HTTP響應(yīng)：瀏覽器接收到服務(wù)器返回的HTTP響應(yīng)報(bào)文，包括響應(yīng)狀態(tài)碼、響應(yīng)頭部、響應(yīng)體等信息。
渲染頁(yè)面：瀏覽器根據(jù)接收到的響應(yīng)數(shù)據(jù)，解析HTML、CSS、JavaScript等資源，并進(jìn)行頁(yè)面的渲染，展示給用戶。
關(guān)閉TCP連接：頁(yè)面渲染完成后，瀏覽器與服務(wù)器之間的TCP連接會(huì)被關(guān)閉，釋放網(wǎng)絡(luò)資源。

tcp 是怎么實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)模?/h3>
序列號(hào)與確認(rèn)應(yīng)答：TCP將每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號(hào)（序列號(hào)），接收方通過(guò)發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答（ACK）來(lái)告知發(fā)送方已成功接收到數(shù)據(jù)。如果發(fā)送方在一定時(shí)間內(nèi)未收到確認(rèn)應(yīng)答，會(huì)進(jìn)行超時(shí)重傳。
數(shù)據(jù)校驗(yàn)：TCP使用校驗(yàn)和來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性。接收方會(huì)計(jì)算接收到的數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和，并與發(fā)送方發(fā)送的校驗(yàn)和進(jìn)行比較，以檢測(cè)數(shù)據(jù)是否在傳輸過(guò)程中發(fā)生了錯(cuò)誤。
窗口控制：TCP使用滑動(dòng)窗口機(jī)制來(lái)控制發(fā)送方和接收方之間的數(shù)據(jù)流量。發(fā)送方根據(jù)接收方的處理能力和網(wǎng)絡(luò)狀況來(lái)調(diào)整發(fā)送的數(shù)據(jù)量，接收方則通過(guò)窗口大小來(lái)告知發(fā)送方可以接收的數(shù)據(jù)量。
重傳機(jī)制：如果發(fā)送方未收到確認(rèn)應(yīng)答或接收方檢測(cè)到數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，TCP會(huì)進(jìn)行重傳。發(fā)送方會(huì)根據(jù)超時(shí)時(shí)間或接收方的冗余確認(rèn)來(lái)觸發(fā)重傳，以確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
擁塞控制：TCP使用擁塞控制算法來(lái)避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)送速率和窗口大小，TCP可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以提高網(wǎng)絡(luò)的利用率和穩(wěn)定性。

IP數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭有哪些字段？

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IP數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭包含以下字段：

版本（Version）：指定IP協(xié)議的版本，通常為IPv4或IPv6。
首部長(zhǎng)度（Header Length）：指定IP報(bào)頭的長(zhǎng)度，以32位字（4字節(jié)）為單位。
服務(wù)類型（Type of Service）：用于指定數(shù)據(jù)報(bào)的服務(wù)質(zhì)量要求，如優(yōu)先級(jí)、延遲、吞吐量等。
總長(zhǎng)度（Total Length）：指定整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度，包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)部分。
標(biāo)識(shí)（Identification）：用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)，通常由發(fā)送方設(shè)置，接收方用于重組分片。
標(biāo)志（Flags）：包含3個(gè)標(biāo)志位，分別是DF（Don't Fragment，不分片）、MF（More Fragments，更多分片）、和保留位。
分片偏移（Fragment Offset）：用于指示當(dāng)前分片相對(duì)于原始數(shù)據(jù)報(bào)的偏移量，以8字節(jié)為單位。
生存時(shí)間（Time to Live）：指定數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中可以經(jīng)過(guò)的最大路由器跳數(shù)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，該值減1，為0時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)被丟棄。
協(xié)議（Protocol）：指定IP數(shù)據(jù)報(bào)中承載的上層協(xié)議，如TCP、UDP、ICMP等。
頭部校驗(yàn)和（Header Checksum）：用于檢驗(yàn)IP報(bào)頭的完整性，接收方使用該字段來(lái)驗(yàn)證報(bào)頭是否正確。
源IP地址（Source IP Address）：指定發(fā)送方的IP地址。
目標(biāo)IP地址（Destination IP Address）：指定接收方的IP地址。

IP 報(bào)文的TTL是什么意思？

指定數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中可以經(jīng)過(guò)的最大路由器跳數(shù)。每當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器時(shí)，該字段的值會(huì)減少1。當(dāng)TTL的值為0時(shí)，路由器將丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)并發(fā)送ICMP的時(shí)間超過(guò)消息給源主機(jī)。

TTL的主要目的是防止數(shù)據(jù)報(bào)在網(wǎng)絡(luò)中無(wú)限循環(huán)，避免由于路由環(huán)路或其他問(wèn)題導(dǎo)致的數(shù)據(jù)報(bào)無(wú)法正常到達(dá)目的地。通過(guò)限制數(shù)據(jù)報(bào)的最大跳數(shù)，TTL可以確保數(shù)據(jù)報(bào)在有限的時(shí)間內(nèi)能夠到達(dá)目標(biāo)主機(jī)或被丟棄，以避免網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)和延遲。

操作系統(tǒng)

虛擬地址是怎么轉(zhuǎn)化到物理地址的？

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虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換是通過(guò)操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理單元（MMU，Memory Management Unit）來(lái)完成的。下面是一般的虛擬地址到物理地址轉(zhuǎn)換過(guò)程：

程序發(fā)出內(nèi)存訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí)，使用虛擬地址進(jìn)行訪問(wèn)。
虛擬地址被傳遞給MMU進(jìn)行處理。
MMU中的地址映射表（頁(yè)表）被用來(lái)將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址。頁(yè)表是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)虛擬地址和物理地址之間的映射關(guān)系。
MMU根據(jù)頁(yè)表中的映射關(guān)系，將虛擬地址轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的物理地址。
轉(zhuǎn)換后的物理地址被傳遞給內(nèi)存系統(tǒng)，用于實(shí)際的內(nèi)存訪問(wèn)操作。

頁(yè)表是怎么構(gòu)成的？

頁(yè)表是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)虛擬地址和物理地址之間的映射關(guān)系。多級(jí)頁(yè)表將頁(yè)表分為多個(gè)層級(jí)，每個(gè)層級(jí)的頁(yè)表項(xiàng)存儲(chǔ)下一級(jí)頁(yè)表的物理地址。通過(guò)多級(jí)索引，可以逐級(jí)查找，最終找到對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)。

對(duì)于 64 位的系統(tǒng)，主要有四級(jí)目錄，分別是：

全局頁(yè)目錄項(xiàng) PGD
上層頁(yè)目錄項(xiàng) PUD
中間頁(yè)目錄項(xiàng) PMD
頁(yè)表項(xiàng) PTE

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進(jìn)程間通信有哪些？

管道（Pipe）：管道是一種半雙工的通信方式，可以在父子進(jìn)程或者具有親緣關(guān)系的進(jìn)程之間進(jìn)行通信。管道可以是匿名管道（使用pipe函數(shù)創(chuàng)建）或有名管道（使用mkfifo函數(shù)創(chuàng)建）。
信號(hào)（Signal）：信號(hào)是一種異步的通信方式，用于通知進(jìn)程發(fā)生了某個(gè)事件。進(jìn)程可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用signal或sigaction來(lái)注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)，當(dāng)接收到特定信號(hào)時(shí)，會(huì)調(diào)用相應(yīng)的處理函數(shù)進(jìn)行處理。
共享內(nèi)存（Shared Memory）：共享內(nèi)存是一種高效的通信方式，允許多個(gè)進(jìn)程共享同一塊物理內(nèi)存區(qū)域。進(jìn)程可以通過(guò)映射共享內(nèi)存到自己的地址空間，實(shí)現(xiàn)對(duì)共享數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。
信號(hào)量（Semaphore）：信號(hào)量是一種用于進(jìn)程同步和互斥的機(jī)制。進(jìn)程可以使用信號(hào)量來(lái)控制對(duì)共享資源的訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的同步和互斥。
消息隊(duì)列（Message Queue）：消息隊(duì)列是一種有序的消息傳遞機(jī)制，進(jìn)程可以通過(guò)消息隊(duì)列發(fā)送和接收消息。消息隊(duì)列提供了一種可靠的通信方式，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的異步通信。
套接字（Socket）：套接字是一種網(wǎng)絡(luò)編程接口，也可以用于進(jìn)程間通信。進(jìn)程可以通過(guò)套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，也可以通過(guò)本地套接字（Unix Domain Socket）實(shí)現(xiàn)本地進(jìn)程間通信。

共享內(nèi)存是怎么實(shí)現(xiàn)的？

共享內(nèi)存的機(jī)制，就是拿出一塊虛擬地址空間來(lái)，映射到相同的物理內(nèi)存中。這樣這個(gè)進(jìn)程寫(xiě)入的東西，另外一個(gè)進(jìn)程馬上就能看到了，都不需要拷貝來(lái)拷貝去，傳來(lái)傳去，大大提高了進(jìn)程間通信的速度。

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操作系統(tǒng)原子操作怎么實(shí)現(xiàn)的？

硬件層面上，現(xiàn)代處理器提供了一些特殊的指令或機(jī)制來(lái)支持原子性操作，例如原子交換（atomic exchange）、原子比較并交換（atomic compare-and-swap）等。這些指令能夠在執(zhí)行期間禁止中斷或其他核心的干擾，確保操作的原子性。

軟件層面上，操作系統(tǒng)提供了一些原子性操作的接口或函數(shù)，例如原子操作函數(shù)（atomic operation），它們使用了硬件提供的原子性指令來(lái)實(shí)現(xiàn)原子性操作。這些函數(shù)通常是在內(nèi)核態(tài)下執(zhí)行，可以保證在多個(gè)進(jìn)程或線程之間的原子性。

操作系統(tǒng)還可以使用鎖機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)原子性操作。例如，互斥鎖（mutex）可以用來(lái)保護(hù)共享資源的訪問(wèn)，只有持有鎖的進(jìn)程或線程可以訪問(wèn)共享資源，其他進(jìn)程或線程需要等待鎖的釋放。通過(guò)鎖的機(jī)制，可以保證對(duì)共享資源的原子性操作。