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法律研究UNIX 中用户 CPU 时间和系统 CPU 时间的区别
在基于 UNIX 的操作系统（如 Linux）中，通常会测量两种类型的 CPU 时间：用户 CPU 时间和系统 CPU 时间。这些指标提供了有关系统或进程的不同组件如何利用 CPU 资源的见解。了解用户 CPU 时间和系统 CPU 时间之间的区别对于性能分析和故障排除至关重要。
什么是 UNIX 中的用户 CPU 时间？
用户 CPU 时间表示在用户模式下执行代码所花费的 CPU 时间总量，用户模式是应用程序代码运行的模式。它包括执行用户程序代码以及程序调用的任何库函数所花费的时间。换句话说，用户 CPU 时间测量用户应用程序直接消耗的处理时间。
例如，如果您在系统上运行一个用 C 编写的程序，则该程序执行计算或执行其自身逻辑所需的时间被视为用户 CPU 时间。它不包括等待输入/输出操作或系统调用的时间。
定义：用户 CPU 时间是在用户空间执行指令所花费的累积 CPU 时间。
计算：用户 CPU 时间由操作系统根据用户级进程使用的 CPU 周期计算得出。
影响：用户 CPU 时间受用户应用程序或程序执行的计算任务的影响。它包括执行算法、执行计算以及与输入/输出设备交互。
责任：用户 CPU 时间是用户或进程所有者的责任。它用于衡量用户级应用程序或程序的性能和效率。
什么是 UNIX 中的系统 CPU 时间？
系统 CPU 时间是指在内核模式下执行代码所花费的 CPU 时间总量。内核模式是一种特权模式，操作系统核心功能和服务在此模式下执行。系统 CPU 时间包括执行系统调用、管理硬件设备、处理中断以及执行其他与内核相关的任务所花费的时间。
当进程需要执行诸如从磁盘读取或写入磁盘、分配内存或与设备交互之类的任务时，它会向操作系统发出系统调用。在这些系统调用中花费的时间以及内核处理这些请求所花费的时间都会计入系统 CPU 时间。
定义：系统 CPU 时间是在内核空间执行指令所花费的累积 CPU 时间。
计算：系统 CPU 时间由操作系统根据内核进程使用的 CPU 周期计算得出。
影响：系统 CPU 时间受管理系统资源、处理系统调用以及为用户级进程提供服务所需的内核操作的影响。
责任：系统 CPU 时间是操作系统的责任。它用于衡量内核的性能和效率，并识别与系统资源管理相关的任何瓶颈或问题。
UNIX 中的用户 CPU 时间与系统 CPU 时间
下表重点介绍了 UNIX 中用户 CPU 时间和系统 CPU 时间之间的区别
参数 |
用户 CPU 时间 |
系统 CPU 时间 |
|---|---|---|
定义 |
用户级进程使用的 CPU 时间量 |
内核和系统进程使用的 CPU 时间量 |
责任 |
表示用户编写的代码的执行时间 |
表示操作系统代码的执行时间 |
示例 |
应用程序或脚本执行的计算 |
文件 I/O 操作、内存管理、调度等。 |
测量 |
在进程以用户模式运行时测量 |
在进程以内核模式运行时测量 |
范围 |
特定于进程或应用程序 |
由多个进程和系统操作共享 |
影响 |
受用户代码的复杂性和效率的影响 |
受操作系统的性能和效率的影响 |
影响 |
主要影响应用程序的响应时间 |
主要影响整体系统性能 |
资源分配 |
确定分配给进程的 CPU 时间量 |
确定将 CPU 时间分配给各种系统任务 |
监控 |
可以使用“time”命令或“ps”等工具进行监控 |
可以使用系统监控实用程序进行监控 |
所有权 |
用户 CPU 时间与用户级程序或进程的执行相关联 |
系统 CPU 时间与代表用户程序执行内核级操作相关联。 |
控制 |
用户程序可以直接控制用户 CPU 时间的使用，因为它们执行自己的代码 |
用户程序无法直接控制系统 CPU 时间，因为它由内核和底层操作系统确定。 |
活动类型 |
用户 CPU 时间主要包括与应用程序特定指令、计算和操作相关的活动 |
系统 CPU 时间包括与系统级任务相关的活动，例如处理系统调用、管理设备和进程调度 |
性能分析 |
测量用户 CPU 时间可以帮助识别用户程序或进程施加的计算负载，这对于分析和优化应用程序性能很有用 |
另一方面，系统 CPU 时间提供了对操作系统的开销和资源利用率的见解，有助于系统性能分析和故障排除。 |
结论
总之，用户 CPU 时间表示用户级进程消耗的 CPU 时间，而系统 CPU 时间表示内核级进程消耗的 CPU 时间。用户 CPU 时间受用户应用程序或程序的影响，而系统 CPU 时间受操作系统执行的操作的影响。这两个指标对于分析系统性能以及了解 UNIX 环境中用户和系统进程之间 CPU 使用率的分配都很重要。
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