linux内核中的个性时钟nohz与hres

一、引言

Linux内核的时钟管理是操作系统核心功能之一，它负责处理与时间相关的各种任务。在多核处理器上，为了节约性能和降低能耗，Linux内核引入了nohz和hres两个特性，它们能够针对不同的场景提供灵活的时钟管理策略。

二、nohz特性

nohz（No-HZ）特性是Linux内核为了缩减CPU空闲状态下的功耗而引入的。在传统的CPU空闲模式下，CPU会周期性地检查是否有任务需要执行，即使没有任务，CPU也会进行一些操作，这会促使不必要的能耗。nohz通过将CPU置于一种深度睡眠状态，只有在有任务需要执行时才唤醒CPU，从而缩减能耗。

nohz特性首要包括以下几个部分：

• nohz_full：在系统负载较低时，所有CPU核心都进入深度睡眠状态。
• nohz_idle：在系统负载较低且没有中断出现时，部分CPU核心进入深度睡眠状态。
• nohz_off：禁用nohz特性，CPU核心按照传统行为工作。

下面是一个易懂的nohz特性的配置示例：

    # cat /proc/cpuinfo | grep -E 'nohz|online'
    processor : 0
    vendor_id : GenuineIntel
    cpu family : 6
    model : 62
    model name : Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2680 v4 @ 2.40GHz
    stepping : 4
    microcode : 0x4000083
    cpu MHz : 2399.999
    cache size : 15360 KB
    physical id : 0
    siblings : 8
    core id : 0
    cpu cores : 1
    apicid : 0
    initial apicid : 0
    fpu : yes
    fpu_exception : yes
    cpuid level : 20
    wp : yes
    flags : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic mmx fxsr sse sse2 ssx nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc pni monitor ds_cpl vmx smx est tm2 ssse3 sse4_1 sse4_2 x2apic popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdpid lahf_lm cpuid_fault xsaveopt
    bogomips : 4799.99
    clflush size : 64
    cache_alignment : 64
    address sizes : 46 bits physical, 48 bits virtual
    power management:
        flags : tsc死钟 tsc禁止扩大 nohz
        features : tsc直接同步
    

三、hres特性

hres（High Resolution Scheduling）特性是为了节约CPU空闲状态下的时钟精度而引入的。在传统的CPU空闲模式下，时钟中断的频率较低，促使时钟精度不高，这对于需要高精度时间测量的应用来说是一个问题。hres通过节约时钟中断的频率，节约了时钟的精度。

hres特性首要包括以下几个部分：

• hres_full：在系统负载较低时，所有CPU核心都启用高分辨率时钟。
• hres_idle：在系统负载较低且没有中断出现时，部分CPU核心启用高分辨率时钟。
• hres_off：禁用hres特性，使用传统时钟。

下面是一个易懂的hres特性的配置示例：

    # cat /proc/cpuinfo | grep -E 'hres|online'
    processor : 0
    vendor_id : GenuineIntel
    cpu family : 6
    model : 62
    model name : Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2680 v4 @ 2.40GHz
    stepping : 4
    microcode : 0x4000083
    cpu MHz : 2399.999
    cache size : 15360 KB
    physical id : 0

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