嵌入式软件面试高频题汇总：进程线程、C++、网络、Linux 与单片机

《面试题目》

简历与项目准备

1. 找单片机方向，简历上应该写什么类型的项目？
2. 找嵌入式 Linux 应用开发，可以写驱动项目吗？需要几个应用层项目？
3. 找嵌入式 Linux 驱动开发，要不要补一个应用层项目？
4. 项目数量写几个合适？确实没有项目怎么办？

第一章 进程与线程

5. 什么是进程、线程，彼此有什么区别？
6. 多进程、多线程的优缺点？
7. 什么时候用进程，什么时候用线程？
8. 多进程、多线程同步（通讯）的方法有哪些？
9. 进程的空间模型是什么样的？
10. 进程线程的状态转换图，什么时候阻塞、什么时候就绪？
11. 父进程、子进程的关系以及区别？
12. 什么是进程上下文、中断上下文？
13. 一个进程可以创建多少线程，和什么有关？
14. 什么是线程同步和互斥？
15. 线程同步与阻塞的关系？同步一定阻塞吗？阻塞一定同步吗？
16. 并发、同步、异步、互斥、阻塞、非阻塞怎么理解？
17. 孤儿进程、僵尸进程、守护进程的基本概念？
18. 如何创建守护进程？
19. 正确处理僵尸进程的方法有哪些？

第二章 C/C++

20. new 和 malloc 的区别？
21. malloc 的底层实现？
22. 在 1G 内存的计算机中能否 malloc(1.2G)？为什么？
23. 指针与引用的相同和区别？如何相互转换？
24. C 语言检索内存的情况、内存分配的方式有哪些？
25. extern “C” 的作用？
26. 头文件声明时加 extern、定义时不要加，为什么？
27. 函数参数压栈顺序，即关于 __stdcall 和 __cdecl 调用方式的理解？
28. 重写 memcpy() 函数需要注意哪些问题？
29. 数组到底存放在哪里？
30. struct 和 class 的区别？
31. char 和 int 之间的转换？
32. static 的用法（定义和用途）？
33. const 常量和 #define 的区别（编译阶段、安全性、内存占用等）？
34. volatile 的作用和用法？
35. 有常量指针、指针常量、常量引用，为什么没有引用常量？
36. 没有指向引用的指针，但有指针的引用，为什么？
37. C/C++ 中变量的作用域？
38. C++ 中类型转换机制有哪些？各适用什么环境？dynamic_cast 转换失败时会出现什么情况？
39. 继承和虚继承？
40. 多态的类，内存布局是怎么样的？
41. 被隐藏的基类函数如何调用？子类如何调用父类的同名函数和父类成员变量？
42. 多态实现的三个条件、实现的原理？
43. 对拷贝构造函数、深浅拷贝的理解？拷贝构造函数的作用及用途？什么时候需要自定义拷贝构造函数？
44. 析构函数可以抛出异常吗？为什么不能抛出异常？除了资源泄露，还有其他需要考虑的因素吗？
45. 什么情况下会调用拷贝构造函数（三种情况）？
46. 析构函数一般写成虚函数的原因？
47. 构造函数为什么一般不定义为虚函数？
48. 什么是纯虚函数？
49. 静态绑定和动态绑定的介绍？
50. C++ 所有的构造函数有哪些？
51. 重写、重载、覆盖的区别？
52. 成员初始化列表的概念，为什么用成员初始化列表会快一些？
53. 如何避免编译器进行的隐式类型转换（explicit）？

第三章 网络编程

54. TCP、UDP 的区别？
55. TCP、UDP 的优缺点？
56. TCP、UDP 的适用场景？
57. TCP 为什么是可靠连接？
58. 典型网络模型有哪些？简单说说。
59. HTTP 1.1 和 HTTP 1.0 的区别？
60. URI（统一资源标识符）和 URL（统一资源定位符）之间的区别？
61. 什么是三次握手？
62. 为什么三次握手中客户端还要发送一次确认？可以二次握手吗？
63. 为什么服务端易受到 SYN 攻击？
64. 什么是四次挥手？
65. 为什么客户端最后还要等待 2MSL？
66. 为什么建立连接是三次握手，关闭连接却是四次挥手？

第四章 常见算法

67. 各种排序算法的时间空间复杂度、稳定性？
68. 各种排序算法什么时候有最好情况、最坏情况（尤其是快排）？
69. 冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序分别怎么写？
70. 快排的 partition 函数与归并的 merge 函数？
71. vector 和 list 的异同？
72. vector 内存是怎么增长的？vector 的底层实现？
73. vector 和 deque 的比较？
74. 为什么 STL 里面有 sort 函数，list 里面还要再定义一个 sort？
75. STL 底层数据结构实现？
76. 利用迭代器删除元素会发生什么？
77. map 是如何实现的，查找效率是多少？
78. 几种模板插入的时间复杂度？

第五章 Linux 操作系统

79. Linux 内核的组成？
80. 用户空间与内核通信方式有哪些？
81. 系统调用 read()/write()，内核具体做了哪些事情？
82. 系统调用的作用？
83. 内核态、用户态的区别？
84. bootloader、内核、根文件系统的关系？
85. Bootloader 多数有两个阶段的启动过程，说说看。
86. Linux 的内核是由 bootloader 装载到内存中的吗？
87. 为什么需要 BootLoader？
88. Linux 内核同步方式总结？
89. 为什么自旋锁不能睡眠，而在拥有信号量时就可以？
90. Linux 下检查内存状态的命令有哪些？
91. 大小端的区别以及各自的优点，哪种时候用？
92. 一个程序从开始运行到结束的完整过程（四个过程）？
93. 什么是堆、栈、内存泄漏和内存溢出？
94. 堆和栈的区别？
95. 死锁的原因、条件？如何创建一个死锁，以及如何预防？
96. 硬链接与软链接的区别？
97. 虚拟内存是什么？虚拟地址与物理地址如何转换？
98. 计算机中，32bit 与 64bit 有什么区别？
99. 中断和异常的区别？
100. 中断怎么发生，中断处理大概流程？
101. Linux 操作系统挂起、休眠、关机相关命令？
102. 数据库为什么要建立索引，以及索引的缺点？

第六章 单片机

103. CPU、内存、虚拟内存、磁盘/硬盘的关系？
104. CPU 内部结构？
105. ARM 结构处理器简析。
106. 波特率是什么，为什么双方波特率要相同，高低波特率有什么区别？
107. ARM 和 DSP 有什么区别？
108. ROM、RAM 的概念浅析。
109. IO 口工作方式：上拉输入、下拉输入、推挽输出、开漏输出？
110. 扇区、块、页、簇的概念？
111. 处理器读内存的过程中，CPU 核、cache、MMU 如何协同工作？画出它们之间的关系示意图说明。
112. 总线接口 USART、I2C、USB 的异同点（串/并、速度、全/半双工、总线拓扑等）？
113. 什么是异步串口和同步串口？
114. I2C 时序图？

《参考解析》

1. 进程与线程的区别：进程是资源分配的基本单位，有自己的地址空间、文件描述符表和页表；线程是调度的基本单位，同一进程内的线程共享地址空间与打开的文件，只独占栈和寄存器上下文。因此线程切换不用换页表、开销小，但一个线程把堆写坏整进程一起崩；要隔离性和稳定性就用多进程，要高并发共享数据就用多线程。
2. 多进程与多线程的同步方式：进程间有无名管道、有名管道、消息队列、共享内存加信号量、信号和 socket，其中共享内存最快但要自己做同步；线程间有互斥锁、条件变量、读写锁、信号量和自旋锁。选型的点是临界区多长——长临界区用互斥锁让出 CPU，极短的临界区用自旋锁避免切换开销；条件变量要配一把互斥锁用，且唤醒前后都要判条件避免惊群和虚假唤醒。
3. 僵尸进程、孤儿进程、守护进程：子进程先退出而父进程没 wait，进程表项留着就是僵尸，处理办法是父进程及时回收或忽略 SIGCHLD 后 wait 兜底；父进程先退出、子进程被 init 收养就是孤儿进程，本身无害。守护进程要 fork 后 setsid 脱离控制终端，再 fork 一次确保不是会话首进程、免得重新拿到终端，然后重定向标准输入输出、切换工作目录、重置 umask。
4. new 与 malloc 的区别，malloc 的底层实现：new 是运算符，分配完会调构造函数，失败抛 bad_alloc，内存大小由编译器推导；malloc 是库函数，返回 void*，失败返回 NULL，需要自己算字节数并强转。malloc 底层用 brk 在堆顶扩展小块内存、用 mmap 映射大块（超过 mmap 阈值），空闲块由 ptmalloc 用 bin 和空闲链表管理，释放时能合并相邻空闲块以减少碎片。
5. 三次握手为什么不能两次，为什么挥手要四次：两次握手时服务端发出确认就认为连接建立，但那个 ACK 可能来自一个延迟到达的旧连接请求，服务端会白白开一条连接等数据。第三次确认让客户端也确认了服务端的收发能力，双方才同步完序号。挥手是四次，因为 TCP 是全双工，一端的 FIN 只表示自己没数据要发了，对方收到后先回 ACK，等自己数据也发完再发 FIN，中间这两步不能合并。
6. TCP 靠什么保证可靠：数据切成段并带序号，接收端用累积确认回复，发送端配超时重传；滑动窗口做流量控制，接收窗口为 0 时靠持续探测避免死等；发送端按慢启动、拥塞避免、快重传快恢复调整速率；报文头有校验和，加序号一起挡住重复与乱序。