當(dāng)前位置 主頁(yè) > 技術(shù)大全 >
其內(nèi)核中包含了眾多關(guān)鍵的系統(tǒng)庫(kù)文件，這些文件對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用
其中，VDSO（Virtual Dynamic Shared Object）機(jī)制作為L(zhǎng)inux內(nèi)核在2.6版本之后引入的一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)，更是對(duì)系統(tǒng)調(diào)用性能的提升有著不可忽視的貢獻(xiàn)
一、VDSO簡(jiǎn)介 VDSO，即虛擬動(dòng)態(tài)共享對(duì)象，是一種特殊的動(dòng)態(tài)共享庫(kù)，它在用戶(hù)空間和內(nèi)核空間之間提供了一種高效的接口
VDSO機(jī)制的核心目的是減少用戶(hù)空間程序與內(nèi)核之間頻繁的上下文切換開(kāi)銷(xiāo)，從而提高系統(tǒng)性能
在Linux系統(tǒng)中，VDSO通常以linux-vdso.so.X的形式存在，并被映射到每個(gè)進(jìn)程的地址空間中
這樣，用戶(hù)空間程序可以直接調(diào)用VDSO中的函數(shù)，而無(wú)需顯式加載和鏈接VDSO庫(kù)
二、VDSO的工作原理 VDSO機(jī)制的核心在于提供了一組在用戶(hù)空間中執(zhí)行的特定系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)
這些函數(shù)雖然在用戶(hù)空間中執(zhí)行，但其實(shí)現(xiàn)是由內(nèi)核提供的
用戶(hù)空間程序可以通過(guò)調(diào)用這些函數(shù)來(lái)訪問(wèn)一些系統(tǒng)功能，而無(wú)需陷入內(nèi)核態(tài)
這種方式避免了不必要的上下文切換，從而提高了系統(tǒng)調(diào)用的性能
在傳統(tǒng)的Linux系統(tǒng)中，當(dāng)用戶(hù)程序需要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，需要通過(guò)軟中斷的方式切換到內(nèi)核空間，然后由內(nèi)核來(lái)處理系統(tǒng)調(diào)用請(qǐng)求
這種方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用的功能，但會(huì)帶來(lái)一定的性能開(kāi)銷(xiāo)，因?yàn)樯婕暗搅擞脩?hù)態(tài)和內(nèi)核態(tài)之間的頻繁切換
而VDSO的出現(xiàn)則有效地減少了這種性能開(kāi)銷(xiāo)
VDSO包含的函數(shù)種類(lèi)有限，但都是經(jīng)過(guò)精心挑選的，通常是一些高頻調(diào)用且相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)調(diào)用，如獲取當(dāng)前時(shí)間（gettimeofday()）、計(jì)時(shí)（clock_gettime()）等操作
這些系統(tǒng)調(diào)用的處理邏輯被移至用戶(hù)空間，使得用戶(hù)程序無(wú)需再進(jìn)行用戶(hù)態(tài)到內(nèi)核態(tài)的切換，直接在用戶(hù)空間完成系統(tǒng)調(diào)用的處理，從而提高了系統(tǒng)調(diào)用的效率和性能
三、VDSO的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用 VDSO機(jī)制的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1.性能提升：通過(guò)減少上下文切換的開(kāi)銷(xiāo)，VDSO顯著提升了系統(tǒng)調(diào)用的性能
在高頻調(diào)用這些函數(shù)的場(chǎng)景中，如高性能計(jì)算、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等，VDSO的優(yōu)化效果尤為明顯
2.兼容性：VDSO作為L(zhǎng)inux內(nèi)核的一部分，與系統(tǒng)的其他部分高度集成，具有良好的兼容性
同時(shí)，VDSO也支持多種架構(gòu)，如x86、ARM等，確保了廣泛的適用性
3.易用性：VDSO的使用對(duì)用戶(hù)程序來(lái)說(shuō)幾乎是無(wú)感知的
用戶(hù)程序通常無(wú)需關(guān)注VDSO的細(xì)節(jié)，因?yàn)閂DSO最常由C庫(kù)調(diào)用
這樣，開(kāi)發(fā)者可以以正常方式編碼，使用標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，而C庫(kù)會(huì)負(fù)責(zé)使用通過(guò)VDSO可用的任何功能
VDSO的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛
例如，在需要頻繁獲取系統(tǒng)時(shí)間的應(yīng)用程序中，傳統(tǒng)上每次調(diào)用gettimeofday()都會(huì)涉及用戶(hù)空間和內(nèi)核空間的切換
然而，在支持VDSO的Linux系統(tǒng)上，gettimeofday()調(diào)用可以在用戶(hù)空間中完成，從而顯著降低了每次調(diào)用的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)
此外，VDSO還可以提供一些功能接口給用戶(hù)程序調(diào)用，比如用于獲取系統(tǒng)調(diào)用的版本號(hào)、配置等信息
通過(guò)VDSO，用戶(hù)程序能夠更加靈活地與系統(tǒng)進(jìn)行交互，并且可以獲得更好的性能表現(xiàn)
四、VDSO的實(shí)現(xiàn)與查看 VDSO的實(shí)現(xiàn)涉及內(nèi)核和用戶(hù)空間的緊密協(xié)作
在內(nèi)核層面，當(dāng)進(jìn)程被創(chuàng)建時(shí)，內(nèi)核會(huì)將VDSO映射到進(jìn)程的虛擬地址空間中
這樣，進(jìn)程就可以直接調(diào)用VDSO提供的函數(shù)了
在用戶(hù)空間層面，C庫(kù)等標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)會(huì)負(fù)責(zé)調(diào)用這些函數(shù)，并返回相應(yīng)的結(jié)果給用戶(hù)程序
要查看一個(gè)程序是否使用了VDSO，可以使用以下命令：
cat /proc/
五、VDSO與其他機(jī)制的對(duì)比
在Linux系統(tǒng)中，除了VDSO之外，還有其他一些機(jī)制也用于優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)用的性能 例如，早期的vsy
