Linux杂项知识
Linux的启动过程
Linux 的启动过程大致可以分为以下几个阶段：
1. BIOS/UEFI 加电自检
- 当计算机加电时，BIOS 或 UEFI 会首先执行一系列的硬件自检（POST，Power-On Self Test），检查系统是否正常运行。
- 接下来，BIOS/UEFI 会查找并加载存储设备上的引导加载程序（如硬盘、USB、光盘等），通常存储在主引导记录（MBR）或 GUID 分区表（GPT）中。
2. 引导加载程序（Bootloader）
- MBR 或 GPT 中的引导加载程序会被加载到内存。常见的引导加载程序包括 GRUB（Grand Unified Bootloader）或 LILO。
- 引导加载程序负责选择和加载 Linux 内核。它允许用户选择要启动的内核或操作系统（例如双系统选择）。
- 一旦用户选择了要启动的内核，GRUB 会将内核加载到内存中，并将控制权交给内核。
3. 加载 Linux 内核
- 内核被加载到内存后，它会解压并初始化自身。
- 内核首先会检测硬件设备，并加载相应的驱动程序，以便能够与硬件进行通信。
- 内核还会挂载根文件系统（通常存储在
/），然后启动第一个用户空间进程——init进程（PID 为 1）。
4. init 进程启动
init是所有用户进程的祖先，它是用户空间中的第一个进程。- 在大多数现代 Linux 发行版中，
init系统被替换为 systemd 或 Upstart，它们作为系统的初始化系统，负责启动所有其他进程和服务。 init/systemd读取配置文件来决定哪些服务和守护进程应该启动。
5. 启动服务和守护进程
init/systemd根据系统配置启动各种服务和守护进程（例如网络服务、日志系统、文件系统挂载、设备管理等）。- 这些服务在后台运行，为系统提供各种功能。
6. 用户登录界面
- 当所有的服务启动完成后，系统会进入用户登录界面。
- 如果系统配置为启动图形界面（X Window System 或 Wayland），图形登录管理器（例如 GDM、LightDM）会启动。
- 如果是纯终端模式，系统会启动终端登录提示符，用户可以在这里输入用户名和密码。
7. 用户会话
- 用户成功登录后，用户的会话环境被初始化，包括加载用户的环境变量和设置。
- 如果是图形化界面，窗口管理器或桌面环境（例如 GNOME、KDE）会被启动。
- 系统处于可用状态，用户可以开始使用系统运行应用程序。
总结
- BIOS/UEFI → 引导加载程序（GRUB） → Linux 内核 →
init/systemd→ 启动服务 → 用户登录界面 → 用户会话。
死锁的原因
常见的死锁原因：
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资源竞争
- 当多个线程或进程同时需要访问同一资源时，容易导致死锁。比如两个线程互相持有对方需要的资源，并且都不释放。
-
不当的锁定顺序
- 如果两个或多个线程获取锁的顺序不同，可能导致循环等待。例如，线程1获取了锁A，线程2获取了锁B，然后它们都试图获取对方的锁，就可能发生死锁。
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嵌套锁
- 在持有一个锁的同时去获取另一个锁，容易造成资源的占有和等待，导致死锁。
-
资源不足
- 当系统资源不足或者无法分配足够的资源时，进程或线程可能被阻塞，进一步增加了死锁的可能性。
死锁的条件
1. 互斥条件（Mutual Exclusion）
- 资源只能被一个线程或进程独占使用。如果某个资源在被一个进程占用时，其他进程无法访问该资源。
2. 占有并等待（Hold and Wait）
- 进程已经获得了某些资源，同时又请求新的资源，但这些资源被其他进程占有，此时该进程保持对已经获得资源的占有，同时等待其他资源释放。
3. 不可剥夺（No Preemption）
- 已经分配给某个进程的资源不能被强制剥夺，必须由进程主动释放。当进程占有资源时，只有在它使用完资源并主动释放后，资源才能被其他进程使用。
4. 循环等待（Circular Wait）
- 存在一个进程等待环形链，即有一组进程相互等待资源释放。进程A等待进程B占有的资源，进程B等待进程C占有的资源，最后进程C又在等待进程A占有的资源。
线程卡住了可能会导致什么问题
1. 死锁（Deadlock）
如果一个线程在等待某些资源（如锁、信号量等），而这些资源正好被其他线程持有，且这些线程也在等待第一个线程释放的资源，就会导致死锁。死锁会导致多个线程互相等待，最终导致程序无法继续执行。
2. 资源阻塞（Resource Blocking）
一个线程如果因为卡住而不能继续工作，可能会占用系统资源，如内存、文件句柄、网络连接等。这些资源无法被其他线程或进程使用，可能会导致系统资源的枯竭，影响系统性能。
3. 响应时间增加（Increased Latency）
如果卡住的线程是负责处理用户请求或关键任务的线程，程序的响应时间将显著增加，甚至会导致系统看起来失去响应（假死）。
4. 线程饥饿（Thread Starvation）
一个卡住的线程可能会占用某些资源，导致其他需要这些资源的线程无法执行。这种情况可能导致线程饥饿，即其他线程长时间得不到执行的机会。
5. 数据不一致（Data Inconsistency）
如果线程卡住的位置涉及数据操作，可能导致数据状态不完整或不一致。特别是在共享资源或临界区操作时，卡住的线程可能持有锁，导致其他线程无法访问这些资源。
6. 程序崩溃或超时（Program Crash or Timeout）
如果线程卡住的时间过长，某些系统或应用可能会认为程序发生了异常，从而引发崩溃或触发超时机制，导致程序被强制终止。
7. 降低系统整体性能（Degraded System Performance）
卡住的线程可能会让系统的多线程优势无法充分发挥，影响系统的并行性能，导致其他任务的执行效率降低。
总结来说，线程卡住可能会导致死锁、资源阻塞、响应延迟、数据不一致等问题，严重时会影响整个系统的稳定性和性能。