linux学习的任督二脉-进程调度和内存管理

转自 宋宝华老师的博客
原文：https://blog.csdn.net/21cnbao/article/details/77505330

内功心法

学习或遇到问题时，反过来主动思考如果我是设计者，我会怎么对这个问题或场景进行处理？

打通任督二脉前的基本功夫，是真的搞懂基本概念，然后可以顺畅的回答如何问题

带着问题上路

一切的学习都是为了解决问题，而不是为了学习而学习。为了学习而学习，这种行为实在是太傻了，因为最终也学不好。所以我们要弄清楚进程调度和内存管理究竟能解决什么样的问题。

Linux进程调度以及配套的进程管理回答如下问题：

1.    Linux进程和线程如何创建、退出？进程退出的时候，自己没有释放的资源（如内存没有free）会怎样？

2.    什么是写时拷贝？

3.    Linux的线程如何实现，与进程的本质区别是什么？

4.    Linux能否满足硬实时的需求？

5.    进程如何睡眠等资源，此后又如何被唤醒？

6.    进程的调度延时是多少？

7.    调度器追求的吞吐率和响应延迟之间是什么关系？CPU消耗型和I/O消耗型进程的诉求？

8.    Linux怎么区分进程优先级？实时的调度策略和普通调度策略有什么区别？

9.    nice值的作用是什么？nice值低有什么优势？

10.  Linux可以被改造成硬实时吗？有什么方案？

11.  多核、多线程的情况下，Linux如何实现进程的负载均衡？

12.  这么多线程，究竟哪个线程在哪个CPU核上跑？有没有办法把某个线程固定到某个CPU跑？

13.  多核下如何实现中断、软中断的负载均衡？

14.  如何利用cgroup对进行进程分组，并调控各个group的CPU资源？

15.  CPU利用率和CPU负载之间的关系？CPU负载高一定用户体验差吗？

Linux内存管理回答如下问题：

1.    Linux系统的内存用掉了多少，还剩余多少？下面这个free命令每一个数字是什么意思？

2.    为什么要有DMA、NORMAL、HIGHMEM zone？每个zone的大小是由谁决定的？

3.    系统的内存是如何被内核和应用瓜分掉的？

4.    底层的内存管理算法buddy是怎么工作的？它和内核里面的slab分配器是什么关系？

5.    频繁的内存申请和释放是否会导致内存的碎片化？它的后果是什么？

6.    Linux内存耗尽后，系统会发生怎样的情况？

7.    应用程序的内存是什么时候拿到的？malloc()成功后，是否真的拿到了内存？应用程序的malloc()与free()与内核的关系究竟是什么？

8.    什么是lazy分配机制？应用的内存为什么会延后以最懒惰的方式拿到？

9.    我写的应用究竟耗费了多少内存？进程的vss/rss/pss/uss分别是什么概念？虚拟的，真实的，共享的，独占的，究竟哪个是哪个？

10.  内存为什么要做文件系统的缓存？如何做？缓存何时放弃？

11.  Free命令里面显示的buffers和cached分别是什么？二者有何区别？

12.  交换分区、虚拟内存究竟是什么鬼？它们针对的是什么性质的内存？什么是匿名页？

13.  进程耗费的内存、文件系统的缓存何时回收？回收的算法是不是类似LRU？

14.  怎样追踪和判决发生了内存泄漏？内存泄漏后如何查找泄漏源？

15.  内存大小这样影响系统的性能？CPU、内存、I/O三角如何互动？它们如何综合决定系统的一些关键性能？

以上问题，如果您都能回答，那么恭喜您，您是一个概念清楚的人，Linux出现吞吐低、延迟大、响应慢等问题的时候，你可以找到一个可能的方向。如果您只能回答低于1/3的问题，那么，Linux对您仍然是一片空白，出现问题，您只会陷入瞎猫子乱抓，而捞不到耗子的困境，或者胡乱地意测问题，陷入不断的低水平重试。