linux - 像 select() 或 poll() 这样的系统调用在幕后是如何工作的？

Question

我知道通过 select() 和 poll() 的异步 I/O 操作不使用处理器时间，即它不是一个繁忙的循环，但这些到底是怎么回事在引擎盖下实现？它是否以某种方式在硬件中得到支持，这就是为什么使用这些处理器没有太多明显的处理器成本的原因吗？

Answer 1

这取决于 select/poll 正在等待什么。让我们考虑一些情况；为了简化起见，我将假设一台单核机器。

首先，考虑 select 正在等待另一个进程的情况(例如，另一个进程可能正在执行一些计算，然后通过管道输出结果)。在这种情况下，内核会将您的进程标记为等待输入，因此它不会为您的进程提供任何 CPU 时间。当其他进程输出数据时，内核会唤醒你的进程(在CPU上给它时间)，以便它可以处理输入。即使另一个进程仍在运行，这也会发生，因为现代操作系统使用抢占式多任务处理，这意味着内核会定期中断进程，让其他进程有机会使用 CPU(“时间片” ").

当 select 等待 I/O 时，图片发生变化；例如网络数据或键盘输入。在这种情况下，虽然过时的硬件必须让 CPU 旋转以等待输入，但所有现代硬件都可以将 CPU 本身置于低功耗“等待”状态，直到硬件提供中断 - 一个特殊的handled 内核处理的事件。在中断处理程序中，CPU 将记录传入的数据，并在从中断返回后唤醒您的进程以允许其处理数据。