深圳爱培科 嵌入式工程师一面

1. 线程同步的方式有哪些？各有什么特点？

答案：

• 互斥锁（Mutex）：保证同一时刻只有一个线程访问共享资源
• 条件变量（Condition Variable）：线程间的通知机制，常与互斥锁配合使用
• 信号量（Semaphore）：控制多个线程对资源的访问
• 读写锁（RWLock）：允许多个读者或一个写者
• 自旋锁（Spinlock）：忙等待，适合短时间锁定

2. 进程间通信（IPC）有哪些方式？

答案：

• 管道（Pipe）：半双工，只能用于有亲缘关系的进程
• 命名管道（FIFO）：可用于无亲缘关系的进程
• 消息队列（Message Queue）：消息链表，存放在内核中
• 共享内存（Shared Memory）：最快的IPC方式
• 信号量（Semaphore）：用于进程同步
• 信号（Signal）：通知进程发生了某个事件
• 套接字（Socket）：可用于不同主机间通信

3. 共享内存相关的系统调用有哪些？

答案：

// POSIX共享内存
int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);
int shm_unlink(const char *name);
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);

// System V共享内存
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
int shmdt(const void *shmaddr);
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

4. 管道通信中，如果读端关闭后写端继续写入会发生什么？

答案：

• 会触发 SIGPIPE 信号
• 如果不处理该信号，进程会终止
• write()系统调用会返回-1，errno设置为EPIPE
• 解决方法：捕获SIGPIPE信号或忽略它（signal(SIGPIPE, SIG_IGN)）

5. 127.0.0.1 和 0.0.0.0 有什么区别？

答案：

• 127.0.0.1（localhost）：回环地址，只能本机访问不经过网卡，直接在内核中处理用于本地测试
• 0.0.0.0：表示本机所有IP地址服务器bind到0.0.0.0可以接受所有网卡的连接客户端connect到0.0.0.0通常会失败

6. TCP服务器的实现流程是什么？

答案：

// 1. 创建socket
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

// 2. 绑定地址和端口
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(8080);
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  // 或 inet_addr("0.0.0.0")
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

// 3. 监听
listen(sockfd, 5);  // 5是backlog，指定连接队列长度

// 4. 接受连接
int clientfd = accept(sockfd, NULL, NULL);

// 5. 收发数据
recv(clientfd, buffer, size, 0);
send(clientfd, data, len, 0);

// 6. 关闭连接
close(clientfd);
close(sockfd);

7. listen()函数的backlog参数是什么？如何控制TCP连接数？

答案：

• backlog：指定完成三次握手但未被accept的连接队列最大长度
• 控制连接数的方法： 设置listen的backlog参数应用层限制：维护连接计数器系统层限制：/proc/sys/net/core/somaxconn使用连接池管理epoll等多路复用技术管理大量连接

8. 服务器如何检测客户端已关闭连接？

答案：

• recv()返回0：对端正常关闭（FIN）
• recv()返回-1： errno = ECONNRESET：对端异常关闭（RST）errno = ETIMEDOUT：超时
• 心跳机制：定期发送心跳包检测
• SO_KEEPALIVE选项：TCP层的保活机制
• poll/epoll事件：EPOLLHUP、EPOLLERR事件

9. TCP面向字节流的特点是什么？对应用层有什么影响？

答案：

• 特点：无消息边界，数据是连续的字节流发送的数据可能被拆分或合并保证顺序和可靠性
• 对应用层的影响：可能出现粘包问题（多个包合并）可能出现拆包问题（一个包被拆分）需要应用层自己定义消息边界

10. 如何解决TCP粘包问题？

答案：

• 固定长度：每个消息固定大小，不足补齐
• 分隔符：使用特殊字符分隔消息（如\n、\r\n）
• 消息头+长度：在消息前加上长度字段
• TLV格式：Type-Length-Value结构
• 应用层协议：如HTTP、Protobuf等

11. 生产者-消费者模型是什么？如何实现？

答案：生产者-消费者模型用于解耦生产和消费过程，通过缓冲区连接。

实现方式（使用条件变量）：

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_cond_t not_empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
pthread_cond_t not_full = PTHREAD_COND_INITIALIZER;
int buffer[SIZE];
int count = 0;

// 生产者
void* producer(void* arg) {
    while(1) {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        while(count == SIZE) {  // 缓冲区满