13、Linux 系统中的时间管理与线程机制深入解析

Linux 系统中的时间管理与线程机制深入解析

在 Linux 系统中，时间管理是一个复杂且关键的领域，它涉及到多个方面，包括时间间隔的测量、时间延迟的实现以及定时器的使用等。同时，线程机制也是 Linux 系统的重要组成部分，它为系统的并行处理提供了支持。

1. 时间管理基础

POSIX 1003b 标准规定，指定的时间间隔在执行时可以比预定的更长，但绝不能更短。在 Linux 运行的任何硬件平台上，系统节拍周期的形成都遵循这一原则，即整数分频器会使硬件频率尽可能接近所选的 HZ 常量值，且有一定冗余，这意味着系统定时器的周期会略小于 1/HZ。

除了系统定时器，系统中还可能存在其他时间信息源，如实时时钟（RTC）、中断控制器的定时器、处理器时钟计数器等。这些额外的时间源可用于细化系统定时器的间隔值。随着硬件平台功能的发展和扩展，内核开发者会尝试利用新出现的硬件机制，因为系统定时器的标准周期与处理器执行单条指令的时间相比非常长，所以需要借助额外的时间源来提高时间测量的精度。

不同年份制造的类似设备（如 x86 桌面电脑），即使使用相同的时间 API 代码，也可能会得到不同的结果。这是因为如果在特定计算机上检测到某个时间信息源，就会用它来细化间隔值；如果没有，则使用系统节拍刻度。

2. 时间领域的三类任务

时间领域的任务可分为三类：
- 测量时间间隔 ：这是最简单的一类任务，例如评估工作所需的时间或进行性能分析。可以通过系统定时器来测量时间间隔，代码示例如下：

u32 j1, j2;
...
j1