Java-操作系统-11
1.55 深拷贝和浅拷贝的区别是什么，它们各自的使用场景是什么？
参考回答
浅拷贝只是对指针的拷贝，拷贝后两个指针指向同一个内存空间；深拷贝不断对指针进行拷贝，而且对指针指向的内容进行拷贝，经深拷贝后的指针是指向两个不同的地址空间。
浅拷贝
对一个已知对象进行拷贝时，编译系统会自动调用一次构造函数（拷贝构造函数），如果用户未定义拷贝构造函数，则会调用默认拷贝构造函数，调用一次构造函数，调用两次析构函数，两个对象的指针成员所指内存相同，但是程序结束时该内存被释放了两次，会造成内存泄漏问题。
深拷贝
在对含有指针成员的对象进行拷贝时，必须要自己定义拷贝构造函数，使拷贝后的对象指针成员有自己的内存空间，即进行深拷贝，这样就避免了内存泄漏的发生，调用一次构造函数，一次自定义拷贝构造函数，两次析构函数。两个对象的指针成员所指内容不同。
1.56 说说IO模型。
参考回答
什么是IO
我们都知道unix世界里，一切皆文件。而文件是什么呢？文件就是一串二进制流而已。无论是socket，还是FIFO、管道、终端，对我们来说，一切都是文件，一切都是流。在信息交换的过程中，我们都是对这些流进行数据的收发操作简称为I/O操作(input and output)。往流中读出数据，系统调用read；写入数据，系统调用write。
计算机里有这么多的流，我怎么知道要操作哪个流呢？
做到这个的就是文件描述符，即通常所说的fd，一个fd就是一个整数，所以对这个整数的操作就是对这个文件（流）的操作。我们创建一个socket，通过系统调用会返回一个文件描述符，那么剩下对socket的操作就会转化为对这个描述符的操作。不能不说这又是一种分层和抽象的思想。
IO交互
对于一个输入操作来说，进程IO系统调用后，内核会先看缓冲区有没有相应的缓存数据，没有的话再到设备中读取，因为设备IO一般速度较慢，需要等待，内核缓冲区有数据则直接复制到进程空间。所以，对于一个网络输入操作通常包括两个不同阶段：
（1）等待网络数据到达网卡->读取到内核缓冲区
（2）从内核缓冲区复制数据->用户空间
IO有内存IO、网络IO和磁盘IO三种，通常我们所说的IO指的是网络IO和磁盘IO两者。
五大I/O模型
Linux有五大I/O模型，分别为阻塞IO、同步非阻塞IO、IO多路复用、信号驱动IO、异步IO。五种IO模型特性分别如下：
（1）阻塞IO（blocking IO）
最传统的一种IO模型，即在读写数据过程中会发生阻塞现象。
当用户线程发出IO请求之后，内核会去查看数据是否就绪，如果没有就绪就会等待数据就绪，而用户线程就会处于阻塞状态，用户线程交出CPU。当数据就绪之后，内核会将数据拷贝到用户线程，并返回结果给用户线程，用户线程才解除block状态。
典型的阻塞IO模型的例子为：
data = socket.read();
如果数据没有就绪，就会一直阻塞在read方法。
<https://static.nowcoder.com/images/activity/2021jxy/java/img src=" alt="阻塞IO模型" style="zoom:80%;" />
阻塞I/O模型
（2）同步非阻塞IO（nonblocking IO)
当用户线程发起一个read操作后，并不需要等待，而是马上就得到了一个结果。如果结果是一个error时，它就知道数据还没有准备好，于是它可以再次发送read操作。一旦内核中的数据准备好了，并且又再次收到了用户线程的请求，那么它马上就将数据拷贝到了用户线程，然后返回。
所以事实上，在非阻塞IO模型中，用户线程需要不断地询问内核数据是否就绪，也就说非阻塞IO不会交出CPU，而会一直占用CPU。
典型的非阻塞IO模型一般如下：
while(true){
data = socket.read();
if(data!= error){
处理数据
break;
}
}
但是对于非阻塞IO就有一个非常严重的问题，在while循环中需要不断地去询问内核数据是否就绪，这样会导致CPU占用率非常高，因此一般情况下很少使用while循环这种方式来读取数据。
<https://static.nowcoder.com/images/activity/2021jxy/java/img src=" alt="非阻塞IO模型" style="zoom:80%;" />
同步非阻塞I/O模型
（3）IO多路复用（IO multiplexing）
多路复用IO模型是目前使用得比较多的模型。Java NIO实际上就是多路复用IO。
在多路复用IO模型中，会有一个线程不断去轮询多个socket的状态，只有当socket真正有读写事件时，才真正调用实际的IO读写操作。因为在多路复用IO模型中，只需要使用一个线程就可以管理多个socket，系统不需要建立新的进程或者线程，也不必维护这些线 程和 进程，并且只有在真正有socket读写事件进行时，才会使用IO资源，所以它大大减少了资源占用。
在Java NIO中，是通过selector.select()去查询每个通道是否有到达事件，如果没有事件，则一直阻塞在那里，因此这种方式会导致用户线程的阻塞。
也许有朋友会说，我可以采用多线程+ 阻塞IO 达到类似的效果，但是由于在多线程 + 阻塞IO 中，每个socket对应一个线程，这样会造成很大的资源占用，并且尤其是对于长连接来说，线程的资源一直不会释放，如果后面陆续有很多连接的话，就会造成性能上的瓶颈。
而多路复用IO模式，通过一个线程就可以管理多个socket，只有当socket真正有读写事件发生才会占用资源来进行实际的读写操作。因此，多路复用IO比较适合连接数比较多的情况。
另外多路复用IO为何比非阻塞IO模型的效率高是因为在非阻塞IO中，不断地询问socket状态时通过用户线程去进行的，而在多路复用IO中，轮询每个socket状态是内核在进行的，这个效率要比用户线程要高的多。
注意:多路复用IO模型是通过轮询的方式来检测是否有事件到达，并且对到达的事件逐一进行响应。因此对于多路复用IO模型来说，一旦事件响应体很大，那么就会导致后续的事件迟迟得不到处理，并且会影响新的事件轮询。
<https://static.nowcoder.com/images/activity/2021jxy/java/img src=" alt="IO复用模型" style="zoom:80%;" />
I/O多路复用模型
（4）信号驱动IO（signal driven IO）
在信号驱动IO模型中，当用户线程发起一个IO请求操作，会给对应的socket注册一个信号函数，然后用户线程会继续执行，当内核数据就绪时会发送一个信号给用户线程，用户线程接收到信号之后，便在信号函数中调用IO读写操作来进行实际的IO请求操作。这个一般用于UDP中，对TCP套接口几乎是没用的，原因是该信号产生得过于频繁，并且该信号的出现并没有说明发生了什么事情。
<https://static.nowcoder.com/images/activity/2021jxy/java/img src=" alt="信号驱动IO模型" style="zoom:80%;" />
信号驱动I/O模型
（5）异步IO（asynchronous IO）
异步IO模型才是最理想的IO模型，在异步IO模型中，当用户线程发起read操作之后，立刻就可以开始去做其它的事。而另一方面，从内核的角度，当它收到一个asynchronous read之后，它会立刻返回，说明read请求已经成功发起了，因此不会对用户线程产生任何阻塞。然后，内核会等待数据准备完成，再将数据拷贝到用户线程，当这一切都完成之后，内核会给用户线程发送一个信号，告诉它read操作完成了。也就说用户线程完全不需要关心实际的整个IO操作是如何进行的，只需要先发起一个请求，当接收内核返回的成功信号时表示IO操作已经完成，可以直接去使用数据了。
也就说在异步IO模型中，IO操作的两个阶段都不会阻塞用户线程，这两个阶段都是由内核自动完成，然后发送一个信号告知用户线程操作已完成。用户线程中不需要再次调用IO函数进行具体的读写。这点是和信号驱动模型有所不同的，在信号驱动模型中，当用户线程接收到信号表示数据已经就绪，然后需要用户线程调用IO函数进行实际的读写操作；而在异步IO模型中，收到信号表示IO操作已经完成，不需要再在用户线程中调用IO函数进行实际的读写操作。
注意:异步IO是需要操作系统的底层支持，在Java 7中，提供了Asynchronous IO（简称AIO）。
<https://static.nowcoder.com/images/activity/2021jxy/java/img src=" alt="异步IO模型" style="zoom:80%;" />
异步I/O模型
前四种IO模型实际上都属于同步IO，只有最后一种是真正的异步IO，因为无论是多路复用IO还是信号驱动模型，IO操作的第2个阶段都会引起用户线程阻塞，也就是内核进行数据拷贝的过程都会让用户线程阻塞。
1.57 Linux中的软链接和硬链接有什么区别？
参考回答
inode概念
inode是文件系统中存储文件元信息的区域，中文叫节点索引，每个节点索引包含了文件的创建者，大小，日期等等。可以通过ls -i file 命令查看inode的值。
根据 Linux 系统存储文件的特点，链接的方式分为软链接和硬链接2 种
相当于建立了一个新的快捷方式文件，该文件有自己的名称和in
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