Linux中的tick模式
转载自：
Linux中的tick模式 - 兰新宇的文章 - 知乎
https://zhuanlan.zhihu.com/p/133211285
基本概念
tick就是周期性的时钟中断，作为OS的心跳，它可以驱动scheduler运转，并且统计相关的运行信息（比如”utime”和”stime”的计算）。
根据硬件频率的不同，tick发生的间隔有所不同，比如x86支持100 Hz, 250 Hz和1000 Hz，则对应的间隔分别是10ms, 4ms和1ms。具体选用的数值可通过grep CONFIG_HZ /boot/config-$(uname -r)命令查看。
从系统开始启动后经过的ticks被记作”jiffies”，每发生一次时钟中断，jiffies的数值就加上1。
dyntick-idle 模式
当CPU进入idle低功耗模式时，其实是不希望被tick打断的。为此，自2007年的2.6.21版本，可通过CONFIG_NO_HZ_IDLE配置选项（曾用名CONFIG_NO_HZ），于idle模式时关闭tick（不需要HZ）。
这种方式有很多种叫法，主流的是”dyntick-idle”，其他还有”nohz”啦，”tickless”啦等等。其带来的收益是功耗的减少，付出的代价则是进入和退出dyntick-idle模式的指令开销，以及需重新填充clock相关的寄存器信息等。
除非workload中idle的次数少、时间短，或者不在乎功耗，又对延迟敏感，否则对于大多数场景来说，dyntick-idle的使用都是利大于弊的，因此是目前内核默认采用的tick模式。
adaptive-ticks 模式
更进一步，如果一个CPU上只有一个runnable的任务，同样也是不需要tick的。这种需求在2013年的3.10版本被支持，称为”adaptive-ticks”模式，对应的配置选项为CONFIG_NO_HZ_FULL，”full”可理解为1个task在一段时间内完全地占有一个CPU。
对于需要开启这项功能的CPU，应在内核启动参数中设置，比如nohz_full=1,6-8，就表明CPU 1, 6, 7, 8是adaptive-ticks的，系统运行后不可再动态更改（想更改只能reboot）。
但要注意的是，即便系统的每个CPU上都只有一个runnable的任务，也不能把全部CPU都设为nohz full模式。这是因为对于处在adaptive-ticks状态的CPU，还是存在任务运行，还是需要使用jiffies或者walltime，因此系统应该至少保留一个CPU来承担timekeeping的工作，被选择作为timekeeper的是负责boot的那个CPU。
一旦CPU上有新的任务加入进来，那么就又需要tick了，只有一个任务运行的限制似乎显得有些理想化。不过，在一些高性能计算和realtime的场景中，将一个CPU单独拿给一个线程用是完全可能的（就连现在的手机不也动辄都是4核8核么）。
此外，一个CPU上虽然有多个runnable的任务，但包含的是一个高优先级的SCHED_FIFO任务和多个低优先级的SCHED_OTHER任务，除非这个SCHED_FIFO的任务block，否则它会一直运行，这种情况其实也可以不使用tick。还有就是任务获得的timeslice比较长，也可以考虑在这段时间内暂时关闭tick。
“dyntick-idle”模式需额外付出的effort对”adaptive-ticks”模式也是存在的，而后者还有一些其他方面的问题。当CPU上唯一runnable的线程从用户态进入内核态执行后，并不会发生task切换，依然满足adaptive-ticks的条件，这就对线程”utime”和”stime”的统计造成了困难。目前，”nohz full”的配置默认是关闭的。
参考资料: