操作系统实现睡眠的原理是什么呢？

[Richard14]

朋友分享的面试题，我也不会。

正常来说程序只有两种状态，一种是正在运行，另一种是运行完了，从这个角度考虑的话那程序宇宙里就不存在睡眠这种东西，唯一实现类似睡眠功能的就是执行一个需要花那么长时间的计算，占满 CPU 所以就“睡眠”了。

不过现代由于程序不是直接跑在硬件上，而是多加了一层操作系统，那么程序就可以要求操作系统挂起自己，到时间了再唤醒，由此实现了睡眠。但操作系统层面是如何搞定计时功能的呢？有没有熟悉底层原理的大佬分享一下，CPU 上是有个专门负责计时的硬件吗？印象里 CPU 听说过有固定频率的发生器，但是好像没听说过有基于这个发生器跑计时之类功能的硬件。。

[cpstar]

大学有一门课程就叫《操作系统》，该门课程有一部分内容就在讨论进程状态（请自行搜索图片）——进程有一个状态是挂起，相当于休眠 /睡眠。这是软件层面的。

然后这个问题，额，操作系统实现睡眠，看来其更像是包括硬件层面的。操作系统根据硬件能力，设置自身状态，执行硬件的指令，使机器睡眠——当然还要做好相应机制（其实就是睡眠前设定的参数），能够保证醒来一切正常。

然后，这个问题吧，额，基础课程的作用就是这个了。

[sora2blue]

正好最近看到少数派[一篇文章]( https://sspai.com/post/72757)就是讲睡眠的

[irytu]

睡眠其实是不被调度，这个时候会保留上下文和内核堆栈，唤醒是由硬件中断触发的，这个时候进程被调度。操作系统有算法去调度进程，决定是否睡眠还是被调度，进程也可以主动告知操作系统睡眠并让出时间片，本质上还是处于不被调度的状态

[2NUT]

我的妈呀, 除了 内存 其他都断电呀

睡眠 休眠是 电源管理模块控制的, s0 s1~ s5, cpu 在这些级别下都不工作

你说的 程序状态是 进程管理 完成的, 不是一个层级.

[AzadCypress]

操作系统实现多任务调度依赖的是中断机制，时钟中断触发中断处理程序进行任务调度，然后在调度时的处理可以实现 sleep

[Jooooooooo]

有一种特殊的"睡眠任务", 在没有事可做的时候就会"运行"这个任务.

然后定时的中断会打断这个任务从而能正常执行其它任务.

[Jooooooooo]

可以搜 idle task

[wy315700]

OP 说的是进程的睡眠吧。。
常见的消费操作系统都是分时系统，把 CPU 时间分成一片片的。每一片时间到了以后，CPU 会产生一个时钟中断，然后由调度器决定下一个时间片跑哪个线程。

[Richard14]

@wy315700 感觉不太对，系统调度线程的分片粒度印象里挺粗的，在 10 毫秒的数量级，那岂不是意味着程序 sleep1 秒唤醒这种操作有 10ms 的误差，实际上睡眠唤醒精度挺高的，linux 测下来在微秒的数量级

[wy315700]

@Richard14
你可以试试看系统满载的情况下 sleep 的精度是多少
sleep 的精度就是秒。当然如果系统负载低的时候可以测出来微妙级别的误差。

微秒的数量级应该用 usleep （不精确）或者 select （精确）

[misaka19000]

楼主没学过操作系统？ sleep 用的是时钟中断，时钟中断用的是时钟或者说是晶振实现的

[misaka19000]

一般的操作系统中，中断在进程处理队列中一般优先级极高，可以近似的看成是实时的

[CEBBCAT]

8051 学一下

PS 我开玩笑的，现在都推荐学 ESP32 了

[Richard14]

@wy315700 默认都用 select 实现确保精度，不过 select 如何实现在指定时间发出中断呢？

@CEBBCAT 单片机上课没认真学。不过我学过 8051 也不理解怎么睡眠的，你学过可以给我解释一下？