系统调用简单介绍

概述

简单理解就是操作系统给我们提供的函数接口，当我们的程序需要执行一些只有操作系统才能完成的工作的时候，我们就要调用操作系统给我们提供的接口来实现这些功能，这些接口就是系统调用。

那什么样的操作是只有操作系统才能完成呢? 

比如: 当我们需要申请内存，或者申请使用硬件资源的时候，这些操作我们都需要通过操作系统来完成，也就需要使用系统调用了。

比如我们熟悉的输出函数printf(),它并不是系统调用，但是它是通过对系统调用进行封装才实现的，因为我们将数据输出到控制台，是需要使用到硬件资源的，所以必须调用系统调用，printf()是为了我们使用更加方便在系统调用的基础上进行了封装。

write()和read()函数是操作系统提供的IO系统调用，来将对应文件中的数据读取或者写入，也就是说，printf()只是在write()之上进行了封装，也就是说逐层跟踪，你就会发现sprintf的本质就是调用了write()。

 

为什么要有系统调用，而不是我们自己控制 

因为对于一些操作是比较复杂的，而且稍有不慎可能会导致严重的问题，存在很大的安全性问题。为了安全，这些相应的操作通过操作系统进行管理，而不是我们认为直接写代码来控制或者使用这些功能，操作系统只是向外界提供接口，我们在使用的时候只是调用这些接口，并不知道内部怎么交互，防止了我们误操作，增加了安全性。 

 

系统调用有开销

操作系统帮助我们申请空间等，但是操作系统也是软件，其也需要代码去执行。也就是说，当我们使用使用系统调用的时候， 回去执行操作系统中相应位置的代码，但是执行代码是需要cpu来执行的。
 

cpu会给我们刚才执行的代码(就是调用系统调用的那段代码)保存一个快照，保存在栈内存中(操作系统管理的区域，方便后续进行检索 -- 对于多线程的程序，一个线程的时间片结束，也是通过保存快照的方式来记录程序的执行状态的)，也就是保留当前的执行状态，然后将操作系统相应的代码导入cpu进行执行，执行结束之后，检索之前的快照(也就是程序执行的变量数据，以及地址信息等)让之前的程序继续运行。

所以，执行系统调用是有一定的系统开销的。(可以结合动态开辟内存来理解，动态开辟内存也需要操作系统开辟空间，所以也会有系统调用，所以也是导致动态开辟内存速度慢的原因)