面试题答案
一键面试调度方面差异
- 进程调度：进程是资源分配的基本单位，调度时会考虑进程所拥有的资源，如内存、文件句柄等。调度粒度较大，因为进程间切换涉及资源的释放与重新分配，开销相对较高。例如，在多道程序系统中，进程调度决定哪个进程能获得CPU时间片。
- 线程调度：线程是CPU调度的基本单位，同一进程内的线程共享进程资源。调度粒度小，调度时主要关注线程的执行状态，由于无需重新分配资源，线程切换开销相对进程切换小很多。如在一个浏览器进程中，不同的标签页可作为线程，能快速切换执行。
上下文切换方面差异
- 进程上下文切换：进程上下文包括用户地址空间（代码、数据、堆、栈等）、寄存器值、打开的文件描述符等。切换进程时，需要保存当前进程的全部上下文，再加载新进程上下文，涉及大量内存数据的读写，开销大。
- 线程上下文切换：线程共享进程的用户地址空间，所以上下文切换时只需保存和恢复少量寄存器值等与线程执行相关的信息，无需切换内存空间映射，切换速度快。
内存管理方面差异
- 进程内存管理：每个进程都有独立的虚拟地址空间，进程间内存相互隔离，这保证了进程的安全性和独立性。但进程间通信复杂，需要特殊机制如管道、共享内存等。例如，两个不同进程要交换数据，需通过共享内存并配合同步机制。
- 线程内存管理：同一进程内的线程共享进程的虚拟地址空间，包括代码段、数据段、堆等，线程间通信简单，可直接访问共享数据，但需要注意同步问题以避免数据竞争。如多个线程同时访问共享变量时，需加锁保护。
优化策略
- 系统设计层面
- 调度算法优化：对于进程调度，采用更智能的调度算法，如多级反馈队列调度算法，根据进程特性动态调整优先级，提高整体资源利用率。对于线程调度，采用更细粒度的时间片分配，充分利用多核CPU，减少线程等待时间。
- 减少上下文切换开销：硬件层面，增加缓存容量，减少上下文切换时内存数据读写次数。软件层面，采用线程池技术，复用线程，减少线程创建和销毁带来的上下文切换。
- 内存管理优化：采用更高效的内存分配算法，如伙伴系统算法，减少内存碎片，提高内存利用率。对进程间通信，优化共享内存机制，提高通信效率。
- 应用开发层面
- 合理划分进程与线程：对于计算密集型任务，可拆分为多个线程并行执行，利用多核优势。对于需要资源隔离的任务，采用进程方式。例如，数据库服务器中，数据库核心可作为进程保证稳定性，查询处理可使用线程提高并发性能。
- 优化线程同步：选择合适的同步机制，如读写锁适用于读多写少场景，减少线程等待时间。避免不必要的锁竞争，采用无锁数据结构提高并发性能。
- 内存使用优化：在进程内，合理分配内存，避免内存泄漏。对于线程共享内存，按功能模块划分，减少不同线程间数据访问冲突。