今天因為查一個Java zero copy的問題，遇到了kernel space。之前是耳聞過核心空間的，但是看到kernel space不知道是啥。知道的太少，除了學習，我也做不了啥。因為自己認知有限，有很多文章部落格寫的非常系統，非常深入，我僅拿最基礎的來了解，作為自己的學習筆記。

習 Linux 時，經常可以看到兩個詞：User space（使用者空間）和 Kernel space（核心空間）。

簡單說，Kernel space 是 Linux 核心的執行空間，User space 是使用者程式的執行空間。為了安全，它們是隔離的，即使使用者的程式崩潰了，核心也不受影響。

Kernel space 可以執行任意命令，呼叫系統的一切資源；User space 只能執行簡單的運算，不能直接呼叫系統資源，必須通過系統介面（又稱 system call），才能向核心發出指令。

str = "my string" // 使用者空間
x = x + 2 file.write(str) // 切換到核心空間 y = x + 4 // 切換回使用者空間 

上面程式碼中，第一行和第二行都是簡單的賦值運算，在 User space 執行。第三行需要寫入檔案，就要切換到 Kernel space，因為使用者不能直接寫檔案，必須通過核心安排。第四行又是賦值運算，就切換回 User space。

檢視 CPU 時間在 User space 與 Kernel Space 之間的分配情況，可以使用top命令。它的第三行輸出就是 CPU 時間分配統計。

這一行有 8 項統計指標。

其中，第一項24.8 us（user 的縮寫）就是 CPU 消耗在 User space 的時間百分比，第二項0.5 sy（system 的縮寫）是消耗在 Kernel space 的時間百分比。

隨便也說一下其他 6 個指標的含義。

• ni：niceness 的縮寫，CPU 消耗在 nice 程序（低優先順序）的時間百分比
• id：idle 的縮寫，CPU 消耗在閒置程序的時間百分比，這個值越低，表示 CPU 越忙
• wa：wait 的縮寫，CPU 等待外部 I/O 的時間百分比，這段時間 CPU 不能幹其他事，但是也沒有執行運算，這個值太高就說明外部裝置有問題
• hi：hardware interrupt 的縮寫，CPU 響應硬體中斷請求的時間百分比
• si：software interrupt 的縮寫，CPU 響應軟體中斷請求的時間百分比
• st：stole time 的縮寫，該項指標只對虛擬機器有效，表示分配給當前虛擬機器的 CPU 時間之中，被同一臺物理機上的其他虛擬機器偷走的時間百分比

如果想檢視單個程式的耗時，一般使用time命令。

程式名之前加上time命令，會在程式執行完畢以後，預設顯示三行統計。

• real：程式從開始執行到結束的全部時間，這是使用者能感知到的時間，包括 CPU 切換去執行其他任務的時間。
• user：程式在 User space 執行的時間
• sys：程式在 Kernel space 執行的時間

user和sys之和，一般情況下，應該小於real。但如果是多核 CPU，這兩個指標反映的是所有 CPU 的總耗時，所以它們之和可能大於real。

學習並轉載自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/12/user_space_vs_kernel_space.html