一、操作系統(tǒng)內(nèi)核中都用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、鏈表（Linked List）

鏈表是一種常見的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在操作系統(tǒng)內(nèi)核中被廣泛使用。鏈表通過指針（或稱為引用）將一組節(jié)點(diǎn)按照一定的順序連接起來(lái)，用于存儲(chǔ)和管理各種類型的數(shù)據(jù)。在操作系統(tǒng)內(nèi)核中，鏈表常用于管理進(jìn)程（或任務(wù)）的隊(duì)列，維護(hù)文件系統(tǒng)的文件塊信息，管理設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。

2、樹（Tree）

樹是一種常見的層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在操作系統(tǒng)內(nèi)核中也被廣泛使用。樹的結(jié)構(gòu)可以用來(lái)組織和管理各種類型的數(shù)據(jù)，如文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)、進(jìn)程間的關(guān)系、硬件設(shè)備的層次關(guān)系等。在操作系統(tǒng)內(nèi)核中，常見的樹結(jié)構(gòu)包括二叉樹、B樹、紅黑樹等，用于高效地實(shí)現(xiàn)各種查找、插入和刪除操作。

3、集合（Set）和映射（Map）

集合和映射是常見的用于存儲(chǔ)一組少數(shù)鍵值對(duì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在操作系統(tǒng)內(nèi)核中也經(jīng)常被使用。集合用于存儲(chǔ)一組無(wú)序且少數(shù)的鍵，映射則用于存儲(chǔ)一組鍵值對(duì)，其中每個(gè)鍵是少數(shù)的。在操作系統(tǒng)內(nèi)核中，集合和映射常用于管理系統(tǒng)資源的分配和釋放、維護(hù)進(jìn)程間通信的關(guān)系、管理設(shè)備的狀態(tài)等。

4、緩存（Cache）

緩存是一種用于存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)的高速存儲(chǔ)器，用于提高數(shù)據(jù)訪問速度。在操作系統(tǒng)內(nèi)核中，緩存常用于提高對(duì)磁盤、網(wǎng)絡(luò)、文件系統(tǒng)等慢速設(shè)備的訪問效率。緩存可以采用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織數(shù)據(jù)，如哈希表、樹、鏈表等，用于快速的數(shù)據(jù)查找和更新操作。

5、隊(duì)列（Queue）和棧（Stack）

隊(duì)列和棧是常見的先進(jìn)先出（FIFO）和后進(jìn)先出（LIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在操作系統(tǒng)內(nèi)核中也被廣泛使用。隊(duì)列和棧常用于管理系統(tǒng)中的任務(wù)隊(duì)列、中斷處理、進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理等場(chǎng)景，用于維護(hù)不同任務(wù)或請(qǐng)求的順序和狀態(tài)。

6、位圖（BitMap）

位圖是一種用于表示二進(jìn)制位（0或1）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在操作系統(tǒng)內(nèi)核中也常被使用。位圖通常被用來(lái)表示一組標(biāo)志、狀態(tài)或權(quán)限等信息，可以快速地進(jìn)行位操作，如位的設(shè)置、清除、查找等，以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)管理。在操作系統(tǒng)內(nèi)核中，位圖常用于管理系統(tǒng)資源的分配和釋放，如內(nèi)存管理中的頁(yè)面分配和釋放，文件系統(tǒng)中的文件權(quán)限管理等。

7、內(nèi)存管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在操作系統(tǒng)內(nèi)核中，對(duì)于內(nèi)存的管理是非常重要的任務(wù)。內(nèi)存管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括頁(yè)表、頁(yè)目錄、內(nèi)存描述符、內(nèi)存分配表等，用于管理和維護(hù)系統(tǒng)的物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于記錄物理內(nèi)存的分配和釋放情況，維護(hù)頁(yè)面的映射關(guān)系，管理頁(yè)面的訪問權(quán)限，進(jìn)行頁(yè)面置換等操作，以保障系統(tǒng)的內(nèi)存資源的有效利用。

8、進(jìn)程管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在操作系統(tǒng)內(nèi)核中，進(jìn)程是系統(tǒng)的基本執(zhí)行單位，進(jìn)程管理是操作系統(tǒng)的核心功能之一。進(jìn)程管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括進(jìn)程控制塊（PCB）、進(jìn)程隊(duì)列、進(jìn)程狀態(tài)表等，用于管理和維護(hù)系統(tǒng)中的進(jìn)程信息。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄了進(jìn)程的狀態(tài)、優(yōu)先級(jí)、資源使用情況、進(jìn)程間通信的信息等，以便操作系統(tǒng)能夠?qū)M(jìn)程進(jìn)行調(diào)度、切換、管理和監(jiān)控。

9、文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中用于管理文件和目錄的一種機(jī)制，文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括文件控制塊（FCB）、文件描述符（File Descriptor）、文件表、目錄項(xiàng)（Directory Entry）等，用于記錄文件的屬性、位置、權(quán)限、訪問控制等信息。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)文件和目錄的管理、存儲(chǔ)、檢索和操作，以提供用戶對(duì)文件系統(tǒng)的訪問和操作接口。

10、中斷向量表（Interrupt Vector Table）

中斷是操作系統(tǒng)中常用的一種機(jī)制，用于處理硬件和軟件產(chǎn)生的異常情況。中斷向量表是一個(gè)包含了處理不同中斷類型的處理程序（Interrupt Handler）地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于將中斷類型映射到相應(yīng)的處理程序。中斷向量表通常由操作系統(tǒng)內(nèi)核維護(hù)，用于處理系統(tǒng)中的各種硬件中斷和軟件中斷。

上一篇

侵入式鏈表什么意思?

下一篇

實(shí)體型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和拓?fù)湫蛿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的區(qū)別?