在Unix中，wall-clock-time、user-cpu-time和system-cpu-time具体是什么？

Question

根据名称，我可以猜测一些内容，但是在Unix中，"wall-clock-time"、"user-cpu-time"和"system-cpu-time"具体指什么？

"user-cpu time"是执行用户代码所花费的时间，而"system-cpu time"是由于需要特权操作（如将I/O写入磁盘）而在内核中花费的时间。 "wall-clock time"是否真正表示进程在CPU上花费的秒数，还是名称有误导性？这个测量单位是什么？

- John Humphreys

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可能是time(1)输出中'real'、'user'和'sys'的含义是什么？的重复问题。 - Ciro Santilli OurBigBook.com

Answer 1

挂钟时间是指从进程开始到现在经过的时间，一个挂在墙上的时钟（或手中的秒表）会测量出这段时间。

用户CPU时间和系统CPU时间基本上就像你所说的那样 - 用户代码执行的时间和内核代码执行的时间。

单位是秒（和子秒，可能是微秒或纳秒）。

挂钟时间不是进程在CPU上花费的秒数；它是经过的时间，包括等待其轮到运行在CPU上的时间（同时其他进程得到运行的时间）。

- Jonathan Leffler

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这是否意味着挂钟时间始终会比CPU时间长？ - Pacerier

在单核机器上是这样，但多核机器和多线程程序可以在每个经过的秒钟使用超过1个CPU秒。 - Jonathan Leffler

@JonathanLeffler 谢谢您的回答，我想要获取经过的纳秒数，但是使用公式 CPUtime = #clock_cycles / clock_rate 计算 CPU 时间不能与计算已经过时间相同。您知道我能否从 CPU 时间中获取已经过时间吗？ - Bionix1441

@Bionix1441：你不能从CPU时间中推导出经过的时间，原因有很多。首先，一个进程可能会空闲，不消耗任何CPU时间，一段时间内什么都不做（例如，守护进程等待客户端通过网络连接到它），所以经过的时间可能是几天。其次，如果它正在运行，可能有多个线程，如果有4个或更多核心的系统上有4个线程，则每秒经过的时间可能会累积4个CPU秒的努力。这些都表明没有简单（甚至复杂）的公式可用。 - Jonathan Leffler

@JonathanLeffler: 我仍然对"用户代码"和"内核代码"感到困惑。你能否请更清楚地解释一下？谢谢。 - Chau Pham

@Catbuilts：你是否知道Unix内核与用户程序是分开运行的。当你的程序进行系统调用（例如read()或getpid()）时，内核会代表你的程序执行代码。内核还处理抢占式多任务，以便其他程序有机会运行，并进行一些常规的维护工作，以保持系统平稳运行。这段代码在“内核代码”（也称为“内核模式”）中执行。这与你编写的代码和运行的用户库（包括系统C库）是不同的。 - Jonathan Leffler

Answer 2

墙上时钟时间：根据计算机内部时钟流逝的时间，应该与外部世界的时间相匹配。这与 CPU 使用率无关；仅供参考。

用户 CPU 时间和系统时间：正是您想的那样。系统调用包括 I/O 调用（如read ，write 等）都是通过跳转到内核代码并执行来执行的。

如果壁钟时间 < CPU 时间，则表示您正在并行执行程序。如果墙时钟时间 > CPU 时间，则表示您正在等待磁盘、网络或其他设备。

所有时间均以秒为单位，符合 SI 标准。

- Fred Foo

Answer 3

time [WHAT-EVER-COMMAND]

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real    7m2.444s
user    76m14.607s
sys 2m29.432s

$ lscpu
Architecture:          x86_64
CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit
Byte Order:            Little Endian
CPU(s):                24

真实时间或墙钟时间

real 7m2.444s

在一个24核处理器的系统上，该命令/进程利用所有给定的核心进行最大并行处理，完成此操作需要超过7分钟的时间。

用户时间

user 76m14.607s

该命令/进程已经使用了这么多的CPU时间。

换句话说，在单核CPU的机器上，real时间和user时间将近相等，因此同样的命令需要大约76分钟才能完成。

系统时间

sys 2m29.432s

这是内核执行所有基本/系统级别操作以运行此命令所需的时间，包括上下文切换、资源分配等。

注意：此示例假设您的命令利用并行处理/线程。

详细的手册页面：https://linux.die.net/man/1/time

- Sankarganesh Eswaran

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鉴于您发布的时间，执行并行任务似乎已完成一半左右？（我只是用 (用户时间 + 系统时间) / 实际时间 来表示。） - dtc

我来晚了，但 real > (user + sys)/(num cpus) 总是成立的，因为程序还会花时间空闲或与其他程序共享，并且它可能无法100%地利用所有核心（甚至在任何时候都不行）。如果是低开销的专用机器，则非常接近。 - Jared

Answer 4

墙钟时间就是指你挂在墙上（或手腕上）的时钟所测量的经过的时间。

用户 CPU 时间是指花费在“用户空间”的时间，也就是花费在非内核进程上的时间。

系统 CPU 时间是指花费在内核中的时间，通常是用于处理系统调用的时间。

- ennuikiller