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[其他] User space 与 Kernel space

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こ不再与你纠缠 发表于 2016-12-2 07:27:01
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学习 Linux 时,经常可以看到两个词:User space(用户空间)和 Kernel space(内核空间)。
  简单说,Kernel space 是 Linux 内核的运行空间,User space 是用户程序的运行空间。为了安全,它们是隔离的,即使用户的程序崩溃了,内核也不受影响。
   

User space 与 Kernel space

User space 与 Kernel space

  Kernel space 可以执行任意命令,调用系统的一切资源;User space 只能执行简单的运算,不能直接调用系统资源,必须通过系统接口(又称 system call),才能向内核发出指令。
  1. str = "my string" // 用户空间
  2. x = x + 2
  3. file.write(str) // 切换到内核空间
  4. y = x + 4 // 切换回用户空间
复制代码
上面代码中,第一行和第二行都是简单的赋值运算,在 User space 执行。第三行需要写入文件,就要切换到 Kernel space,因为用户不能直接写文件,必须通过内核安排。第四行又是赋值运算,就切换回 User space。
   查看 CPU 时间在 User space 与 Kernel Space 之间的分配情况,可以使用 top 命令。它的第三行输出就是 CPU 时间分配统计。
   

User space 与 Kernel space

User space 与 Kernel space

  这一行有 8 项统计指标。
   

User space 与 Kernel space

User space 与 Kernel space

   其中,第一项 24.8 us (user 的缩写)就是 CPU 消耗在 User space 的时间百分比,第二项 0.5 sy (system 的缩写)是消耗在 Kernel space 的时间百分比。
  随便也说一下其他 6 个指标的含义。
  
       
  • ni :niceness 的缩写,CPU 消耗在 nice 进程(低优先级)的时间百分比   
  • id :idle 的缩写,CPU 消耗在闲置进程的时间百分比,这个值越低,表示 CPU 越忙   
  • wa :wait 的缩写,CPU 等待外部 I/O 的时间百分比,这段时间 CPU 不能干其他事,但是也没有执行运算,这个值太高就说明外部设备有问题   
  • hi :hardware interrupt 的缩写,CPU 响应硬件中断请求的时间百分比   
  • si :software interrupt 的缩写,CPU 响应软件中断请求的时间百分比   
  • st :stole time 的缩写,该项指标只对虚拟机有效,表示分配给当前虚拟机的 CPU 时间之中,被同一台物理机上的其他虚拟机偷走的时间百分比  
   如果想查看单个程序的耗时,一般使用 time 命令。
   

User space 与 Kernel space

User space 与 Kernel space

   程序名之前加上 time 命令,会在程序执行完毕以后,默认显示三行统计。
  
       
  • real :程序从开始运行到结束的全部时间,这是用户能感知到的时间,包括 CPU 切换去执行其他任务的时间。   
  • user :程序在 User space 执行的时间   
  • sys :程序在 Kernel space 执行的时间  
   user 和 sys 之和,一般情况下,应该小于 real 。但如果是多核 CPU,这两个指标反映的是所有 CPU 的总耗时,所以它们之和可能大于 real 。
  [参考链接]
  
       
  • User space vs kernel space   
  • Using the Linux Top Command   
  • Understanding Linux CPU stats   
  • What do 'real', 'user' and 'sys' mean in the output of time(1)?  
  (完)
天启小苹果 发表于 2016-12-2 08:44:41
伐开心,上天台
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