c++ - 是否每个 c++ 调用都需要一个 OS 调用？

Question

我正在读取多个小文件并将它们输出到一个 5 秒长的文件中。我无法控制输入文件何时进入、它们有多大、每个文件包含的时间长度等。我想每 5 秒输出一个完整的文件，每个文件中的所有数据都是为这 5 秒的间隔生成的。我希望它以准流式方式运行，没有缓冲文件并在未来 5 秒内创建输出。

在这种情况下，我必须通过 sleep 和唤醒以获取新值来处理不存在输入文件的情况。但是，我还需要在达到 5 秒标记时停止 sleep /轮询，以便输出新的 5 秒 block 。这意味着我必须与时钟进行一些比较才能知道是否已经过去 5 秒并且我已准备好输出我的结果。

我想知道这些挂钟检查中的每一个是否都将成为对操作系统的系统调用，并带来所有费用？如果可能的话，不用太多努力，我宁愿尽量减少 CPU 调用来获取挂钟(主要是为了节省 CPU，我将进行非常快速的轮询，并且对数十个应用程序中的每一个的持续 CPU 调用实际上可能会消耗一些中央处理器)。我更喜欢的是一个系统，它可以在 cpu 周期之外工作，并且只偶尔调用操作系统来重新同步它的内部计时器。现在对于这个程序来说，不值得特意去实现任何复杂的东西，但这让我感到疑惑。 c++ 语言是否已经提供了任何方法来执行我所描述的操作、使用 cpu 时间并间歇性地同步到挂钟，或者每次我尝试获取时间时它们是否总是执行系统调用？

谢谢

Answer 1

是的，从本质上讲，操作系统将提供获取进程挂钟时间的工具。

当然，操作系统本质上也是一个程序，可以用C++编写，因此它需要直接从硬件查询时间。这确实是可能的，但需要直接访问硬件的权限。在现代操作系统中，这通常是不可能的，因此操作系统本身(具有足够的权限)完成这项工作，并提供一个接口(interface)来为所谓的“用户空间”程序获取挂钟时间。