在应用程序运行的时候，特别是抢占式的操作系统里面，内核怎么样取得控制权？这依赖硬件支持的系统定时器来实现。内核中有非常多的功能由定时器触发。系统定时器以固定的频率触发，这个频率称为tick rate(HZ)，每个触发周期的时间叫做tick, 它等于1/HZ秒。触发后系统会转到内核相应的handler去处理。

在系统定时器中断时候内核需要做以下事情

• 更新uptime, time of day, resource及处理器使用状态
• 检查多处理器是否负载均衡
• 检查当前进程是否timeslice是否用完，如果用完则重新分配下阶段计划(reschedule)
• 运行应用程序自定义的定时器(dynamic timers)

了解了tick rate之后才能比较好理解为什么sleep(), timer等API声称都不是提供精确的时间，因为cpu一个任务timeslice没运行完，系统是不会马上切换到这些dynamic timer的进程的。

Linux 2.5以上将tick从100改成1000，相当于系统时钟从10ms变成每1ms要中断一次，当时也引起较大的争议。

改成1000的优点有：

• 系统时钟精度更高更准确。
• 系统调用如poll(), select() 等依赖系统时钟的调用性能得到很大改善。
• 内核实时运行指标如资源占用，uptime更准确。
• 抢占式机制更精确。

缺点：
我们知道定时器频繁被触发必将会增加开销，降低throughput。这是很多人反对改成1000的理由。原理上它在CPU的时间中断上将会增加10倍的开销。但由于现代CPU硬件速度的变快。大家也逐渐认可了新的调整不会给整体性能带来大的影响。如果在意这一点的可以重新编译内核， 将<asm/param.h>中HZ的值由1000降低。目前可以接受的值有100,500和1000。

Linux 2.6.21 又增加了一种叫dyntick的技术，dyntick就是在系统空闲的时候，彻底停止时间中断， 避免cpu空转，它会带来节能方面的好处。详情可参看Clockevents and dyntick。这是个新的技术，一般的书上都没来得及写进去。

比较感兴趣的后续课题是virtualization系统中的timer实现。

• 了解Linux的进程与线程
• Lua coroutine vs Java wait/notify
• 多服务器通讯层应该如何设计—一次code review小记
• 了解Linux的锁与同步
• 高性能网站经验-读杨建的Blog有感