UNIX 中用户 CPU 时间和系统 CPU 时间的区别

在UNIX系统中，CPU时间可以被分为用户CPU时间和系统CPU时间。这两者的区别在于，用户CPU时间是指CPU在用户模式下运行的时间，而系统CPU时间是指CPU在内核模式下运行的时间。

用户CPU时间

用户CPU时间是指在用户程序中执行指令所花费的CPU时间。当程序在用户模式下运行时，它只能访问它自己的虚拟地址空间，并且不能直接与系统硬件进行交互。当程序需要访问系统资源（如文件、网络等），它必须通过系统调用进入内核模式，这样才能获得访问系统资源的权限。

用户CPU时间通常是用于执行应用程序的代码，比如CPU密集型的计算任务或者执行算法的复杂计算。在UNIX系统中，用户CPU时间可以通过命令行工具如time来测量，例如：

$ time ./my_program

输出结果中会显示用户CPU时间和实际时间（Wall Clock Time）：

real    0m10.100s
user    0m9.980s
sys     0m0.120s

用户CPU时间为0m9.980s，也就是过去10秒中，CPU在用户模式下运行的时间。实际时间为0m10.100s，因为程序可能需要等待系统资源的返回（例如磁盘I/O），这部分时间不会被计算在用户CPU时间内。

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。当程序通过系统调用进入内核模式时，CPU开始执行内核代码，例如处理中断、调度进程等等。这些操作都需要在内核模式下执行，因此它们所花费的CPU时间被称为系统CPU时间。

系统CPU时间通常用于处理系统级别的任务，例如进程调度、网络协议栈等等。在UNIX系统中，系统CPU时间也可以通过time命令来测量，例如：

$ time ls /

输出结果中会显示用户CPU时间、系统CPU时间和实际时间：

real    0m0.024s
user    0m0.004s
sys     0m0.016s

这里的用户CPU时间为0m0.004s，即ls命令在用户模式下执行的时间极短。系统CPU时间为0m0.016s，即在内核模式下执行的时间。

总结

在UNIX系统中，CPU时间被分为用户CPU时间和系统CPU时间。用户CPU时间是指CPU在用户模式下运行的时间，用于执行应用程序代码。系统CPU时间是指CPU在内核模式下运行的时间，用于处理系统级别的任务。这两者的比例可以帮助程序员优化应用程序的性能。