sleep（）如何工作？

Question

这可能是一个愚蠢的问题，但sleep()，wait()，pause()功能如何运作？

Answer 1

我们可以从更抽象的角度看待睡眠操作：这是一个让你等待事件的操作。
当从sleep调用传递的时间超过睡眠参数时，将触发相关事件。

当进程处于活动状态时（即：它拥有一个CPU），它可以等待活动或被动方式的事件：

• 活动等待是指进程主动/显式等待事件的时间：

  sleep( t ):
      while not [event: elapsedTime > t ]:
          NOP // no operatior - do nothing
  

  这是一个简单的算法，可以在任何可移植的方式实现，但有一个问题，即当你的进程正在等待它仍然拥有CPU，浪费它（因为你的进程并不真正需要CPU，而其他任务可能需要它。）

  通常这只应由那些无法被动等待的过程来完成（参见下文）。

• 被动等待是通过在事件发生时要求别人唤醒你并暂停自己（即：释放CPU）来完成的：

  sleep( t ):
      system.wakeMeUpWhen( [event: elapsedTime > t ] )
      release CPU
  

  为了实现被动等待，您需要一些外部支持：您必须能够释放CPU并在事件发生时让其他人叫醒您。

  这在单任务设备（如许多嵌入式设备）上是不可能的，除非硬件提供wakeMeUpWhen操作，因为没有人可以释放CPU或要求被唤醒。

  x86处理器（以及大多数其他处理器）提供HLT操作，让CPU休眠直到触发外部中断。这样，操作系统内核也可以睡眠，以保持CPU冷却。

Answer 2

现代操作系统是多任务处理，这意味着它似乎同时运行多个程序。实际上，您的计算机（传统上至少）只有一个CPU，因此它只能同时从一个程序执行一条指令。

操作系统看起来多种东西（你正在浏览网页，听音乐和下载文件）同时发生的方式是通过执行每个任务很短的时间（比方说10毫秒）。这种快速切换使得看起来事物同时发生，而事实上所有事情都是顺序发生的。 （多核系统存在明显差异）。

至于问题的答案：对于睡眠或等待或同步IO，程序基本上是告诉操作系统执行其他任务，并且不要再运行我，直到：X ms已经过去，事件已经已发出信号，或数据准备就绪。

Answer 3

这些是系统调用。在Linux或Open BSD中查看开源代码中的实现。

Answer 4

sleep() 导致调用线程从操作系统的就绪队列中移除，并插入到另一个队列中，操作系统定期检查 sleep() 是否超时，之后线程再次准备就绪。当线程从队列中移除时，操作系统会在休眠期间调度其他就绪线程，包括始终处于就绪队列中的“空闲”线程。