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  • 2021-05-23 08:53:31

    描述

    讲到这儿,我们依然对于计算机响应中断感到神奇,我们人可以响应外界的事件,是因为我们有多种“传感器“――眼、耳可以接受不同的信息,计算机是如何做到这点的呢?其实说穿了,一点都不希奇,MCS51工作时,在每个机器周期中都会去查询一下各个中断标记,看他们是否是“1“,如果是1,就说明有中断请求了,所以所谓中断,其实也是查询,不过是每个周期都查一下而已。这要换成人来说,就相当于你在看书的时候,每一秒钟都会抬起头来看一看,查问一下,是不是有人按门铃,是否有电话很蠢,不是吗?可计算机本来就是这样,它根本没人聪明。

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    了解了上述中断的过程,就不难解中断响应的条件了。在下列三种情况之一时,CPU将封锁对中断的响应:

    1、CPU正在处理一个同级或更高级别的中断请求。

    2、现行的机器周期不是当前正执行指令的最后一个周期。我们知道,单片机有单周期、双周期、三周期指令,当前执行指令是单字节没有关系,如果是双字节或四字节的,就要等整条指令都执行完了,才能响应中断(因为中断查询是在每个机器周期都可能查到的)。

    3、当前正执行的指令是返回批令(RETI)或访问IP、IE寄存器的指令,则CPU至少再执行一条指令才应中断。这些都是与中断有关的,如果正访问IP、IE则可能会开、关中断或改变中断的优先级,而中断返回指令则说明本次中断还没有处理完,所以都要等本指令处理结束,再执行一条指令才可以响应中断。

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  • 【单片机】4.4 响应中断请求的条件

    千次阅读 2021-12-01 21:07:05
    中断响应条件中断响应的过程,中断响应被封锁的情况

    中断响应的条件

    • 中断请求被响应,必须满足以下必要条件
      (1)总中断允许开关接通,即IE寄存器中的中断总允许位EA=1
      (2)该中断源发出中断请求,即对应的中断请求标志为“1”
      (3)该中断源的中断允许位为1,即该中断被允许。
      (4)无同级更高级中断正在被服务。
    • 当CPU查询到有效的中断请求时,在满足上述条件时,紧接着就进行中断响应。

    中断响应的过程

    • 首先由硬件自动生成一条长调用指令LCALL addr16”。就是程序存储区中相应的中断入口地址
    • 例如,对于外部中断1的响应,硬件自动生成的长调用指令为
    				LCALL    0013H
    
    • 首先将程序计数器PC的内容压入堆栈以保护断点,再将中断入口地址装入PC,使程序转向响应中断请求的中断入口地址。
    • 各中断源服务程序的入口地址(也称中断矢量)是固定的 ,如表4-2所示。
    • 两个中断入口间只相隔8字节,难以安放一个完整的中断服务程序。因此,通常在中断入口地址处放置一条无条件转移指令,使程序执行转向中断服务程序入口。

    中断响应被封锁的情况

    • 中断响应是有条件的,当遇到下列三种情况之一时,中断响应被封锁:
    1. CPU正在处理同级或更高优先级的中断。
    2. 所查询的机器周期不是当前正在执行指令的最后一个机器周期。只有在当前指令执行完毕后,才能进行中断响应,以确保当前指令执行的完整性
    3. 正在执行的指令是RETI或是访问IE或IP的指令。因为按照AT89S52中断系统的规定,在执行完这些指令后,需要再执行完一条指令,才能响应新的中断请求。
    • 如果存在上述三种情况之一,CPU将丢弃中断查询结果,不能对中断进行响应。
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  • 最近在学习JUC框架的时候,发现了很多工具类都是支持可中断的,如AQS、FutureTask都是可以在线程执行中,支持对于中断响应,所以需要对线程中断有个了解,才能更好的学习JUC的源码。 线程中断的作用: 线程中断...

            线程状态有哪些?

            哪种情况下会响应中断?哪种情况下不响应中断?

            在响应中断的方法中,哪些方法会重置中断标志位?哪些方法不会重置中断标志位?

            本文会回答上面三个问题,这些也是学习中断的关键。最近在学习JUC框架的时候,发现了很多工具类都是支持可中断的,如AQS、FutureTask都是可以在线程执行中,支持对于中断的响应,所以需要对线程中断有个了解,才能更好的学习JUC的源码。

    线程中断的作用:

               线程中断可以使一个线程从等待状态变成就绪状态,如果中断的线程正处于运行状态,那么这个中断是不会用任何作用的(表面上不会影响正在运行的线程),线程恢复到就绪状态后,可以继续执行逻辑代码,想要让一个线程从等待状态中恢复过来有三种发送:一.等待超时,二.得到一个通知,三.使用中断

               注意:使用线程中断,并不是要把线程给终止或是杀死,而是让线程不再继续等待,而是让线程不再继续等待,线程可以继续往下执行代码,线程发生中断后,会抛出一个中断的异常,决定如何处理就看业务代码怎么写了。

    线程中断的原理:

             Thread.interrupt()方法仅仅是在当前线程中打了一个停止的标识将中断标志修改为true,并没有真正的停止线程。如果在此基础上进入堵塞状态(sleep(),wait(),join()),马上就会抛出一个InterruptedException,且中断标志被清除,重新设置为false。记住一点,当调用Thread.interrupt(),还没有进行中断时,此时的中断标志位是true,当发生中断之后(执行到sleep(),wait(),join()),这个时候的中断标志位就是false了。

             中断是通过调用Thread.interrupt()方法来做的. 这个方法通过修改了被调用线程的中断状态来告知那个线程, 说它被中断了. 对于非阻塞中的线程, 只是改变了中断状态, 即Thread.isInterrupted()将返回true; 对于可取消的阻塞状态中的线程, 比如等待在这些函数上的线程, Thread.sleep(), Object.wait(), Thread.join(), 这个线程收到中断信号后, 会抛出InterruptedException, 同时会把中断状态置回为false.但调用Thread.interrupted()会对中断状态进行复位。

    Thread中关于中断的方法:

             public void interrupt()方法:中断线程,也就是改变中断标志位为true

              

           public static boolean interrupted()方法:静态方法,内部实现是调用的当前线程的isInterrupted(),并且会重置当前线程的中断状态

              

           public boolean isInterrupted()方法:判断线程是否被中断,返回ture代表线程被中断了,只是去获取一下,不会该表中断标志位。

    线程状态图:

                  

     

    • NEW 状态是指线程刚创建,尚未启动,不会出现在Dump中。

    • RUNNABLE 状态是线程正在正常运行中, 当然可能会有某种耗时计算/IO等待的操作/CPU时间片切换等, 这个状态下发生的等待一般是其他系统资源, 而不是锁, Sleep等,主要不同是runable里面有2个状态,可以理解为就是JVM调用系统线程的状态。

    • BLOCKED  受阻塞并等待监视器锁。这个状态下, 是在多个线程有同步操作的场景, 比如正在等待另一个线程的synchronized 块的执行释放, 或者可重入的 synchronized块里别人调用wait() 方法, 也就是这里是线程在等待进入临界区

    • WAITING  无限期等待另一个线程执行特定操作。这个状态下是指线程拥有了某个锁之后, 调用了他的wait方法, 等待其他线程/锁拥有者调用 notify / notifyAll 一遍该线程可以继续下一步操作, 这里要区分 BLOCKED 和 WATING 的区别, 一个是在临界点外面等待进入, 一个是在临界点里面wait等待别人notify, 线程调用了join方法 join了另外的线程的时候, 也会进入WAITING状态, 等待被他join的线程执行结束

    • TIMED_WAITING  有时限的等待另一个线程的特定操作。这个状态就是有限的(时间限制)的WAITING, 一般出现在调用wait(long), join(long)等情况下, 另外一个线程sleep后, 也会进入TIMED_WAITING状态

    • TERMINATED 这个状态下表示 该线程的run方法已经执行完毕了, 基本上就等于死亡了(当时如果线程被持久持有, 可能不会被回收)

    响应中断的方法和不响应中断的方法:

         响应中断的方法: 线程进入等待或是超时等待的状态后,调用interrupt方法都是会响应中断的,所以响应中断的方法:Object.wait()、Thread.join、Thread.sleep、LockSupport.park的有参和无参方法。

         不响应中断的方法:线程进入阻塞状态后,是不响应中断的,等待进入synchronized的方法或是代码块,都是会被阻塞的,此时不会响应中断,另外还有一个不响应中断的,那就是阻塞在ReentrantLock.lock方法里面的线程,也是不响应中断的,如果想要响应中断,可以使用ReentrantLock.lockInterruptibly方法。

          其ReentrantLock底层是使用LockSupport.park方法进行等待的,前面说了LockSupport.park是响应中断的,当线程进入ReentrantLock.lock方法里面进行阻塞后,此时调用Thread.interrupt()方法之后,该线程是会被中断被唤醒的,但是唤醒之后,会调用LockSupport.park再次进入等待状态,所以仅从宏观(表面)上面看ReentrantLock.lock是不支持响应中断的,从微观(原理)上面讲ReentrantLock.lock内部确实中断了响应,但是还是会被迫进行等待状态。

    清除中断标志位的方法:

            在明白了哪些方法会响应中断后,还需要明白响应中断方法的会不会清除中断标志位,对于Object.wait()、Thread.join、Thread.sleep方法都是会清除中断标志位了,这个上面已经说了,而对于LockSupport.park方法,是不会清除中断标志位的,不清除中断标志位意味着调用Thread.interrupt方法之后,碰到多个LockSupport.park方法线程不会进行等待状态了。

    public class Test05 {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                System.out.println("线程一正在执行,将进入等待状态,当前时间= "+System.currentTimeMillis()+", 此时的中断标志位:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
                LockSupport.park();
                System.out.println("线程一从等待状态中醒来,当前时间= "+System.currentTimeMillis()+", 此时的中断标志位:" + Thread.currentThread().isInterrupted());
                LockSupport.park();
                System.out.println("线程一从等待状态中醒来,当前时间= "+System.currentTimeMillis()+", 此时的中断标志位:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
            });
    
            System.out.println("主线程正在执行");
            thread.start();
            System.out.println("主线程等待,睡眠两秒");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            thread.interrupt();
        }
    }
    
    /*
    执行结果:
    
    主线程正在执行
    主线程等待,睡眠两秒
    线程一正在执行,将进入等待状态,当前时间 = 1592271902514, 此时的中断标志位:false
    线程一从等待状态中醒来,当前时间 = 1592271904515, 此时的中断标志位:true
    线程一从等待状态中醒来,当前时间 = 1592271904515, 此时的中断标志位:true
    
    */
    

             可以看到当线程一调用 Thread.interrupt方法之后,会从线程会从等待状态中醒来,然后第二次调用LockSupport.park时,根本就不会再次进入等待状态,所以调用LockSupport.park是不会清除中断标志位的。

             Object.wait()、Thread.join、Thread.sleep方法都是会清除中断标志位,这里就只演示Thread.sleep方法了,TimeUnit.SECONDS.sleep底层是调用Thread.sleep方法。

    public class Test06 {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                System.out.println("线程一正在执行,将进入等待状态,时间= "+System.currentTimeMillis()+",中断标志位:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
    
                }
                System.out.println("线程一从等待状态中醒来,时间= "+System.currentTimeMillis()+",中断标志位:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
    
                }
                System.out.println("线程一从等待状态中醒来,时间= "+System.currentTimeMillis()+",中断标志位:"+Thread.currentThread().isInterrupted());
            });
    
            System.out.println("主线程正在执行");
            thread.start();
            System.out.println("主线程等待,睡眠两秒");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            thread.interrupt();
        }
    }
    /*
    执行结果:
    
    主线程正在执行
    主线程等待,睡眠两秒
    线程一正在执行,将进入等待状态,时间= 1592272574294,中断标志位:false
    线程一从等待状态中醒来,时间= 1592272576295,中断标志位:false
    线程一从等待状态中醒来,时间= 1592272581295,中断标志位:false
    
    */
    

            可以看到中断标志位都是false,而且线程一第二次调用 Thread.sleep时,还是会进行等待状态的。

    synchronized和ReentrantLock不响应中断的demo

         synchronized测试中断:

    public class Test03 {
        //使用线程池进行测试
        private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Object luck = new Object();
            
            executorService.execute(()->{
                System.out.println("线程1打算获取锁");
                synchronized (luck){
                    try {
                        System.out.println("线程1打算睡眠");
                        //sleep不会释放锁
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println("线程1已经执行完成");
                }
            });
    
            //主线程睡眠1秒,保证线程1已经睡眠了
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    
            Thread thread = new Thread(() -> {
                System.out.println("线程2打算获取锁");
                //线程2会在此被阻塞,因为线程1已经拿到了锁,并抱着锁睡觉了
                //在此中断线程是不会有任何响应的
                synchronized (luck) {
                    try {
                        //判断当前线程的中断为
                        System.out.println("线程2的中断标志位 " + Thread.currentThread().isInterrupted());
                        //虽然在synchronized (luck) {中不会响应,但是线程的中断标志位还是true,所以执行到此,会响应迟到的中断
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                        System.out.println("InterruptedException 线程2的中断标志位 " + Thread.currentThread().isInterrupted());
                    }
                }
                System.out.println("线程2已经执行完成");
            });
    
            thread.start();
            //此时中断线程2,测试线程2在等待获取锁的时候会不会相应中断
            thread.interrupt();
        }
    }
    
    /*
    执行结果:
    
    线程1打算获取锁
    线程1打算睡眠
    线程2打算获取锁
    线程1已经执行完成
    线程2的中断标志位 true
    java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
    	at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    	at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)
    	at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)
    	at it.cast.basic.thread.interrupt.Test03.lambda$main$1(Test03.java:43)
    	at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
    InterruptedException 线程2的中断标志位 false
    线程2已经执行完成
    */

            从上面例子可以得到,当线程等待进行synchronized的方法或是代码块,是不会响应中断的,如果此时调用Thread.interrupt方法是不会有任何方法,但是在阻塞的时候还是会讲中断标志位置位true的,那么在拿到锁之后,执行到TimeUnit.SECONDS.sleep(5);会迅速抛出一个中断的异常。

            ReentrantLock测试中断:

    public class Test04 {
        private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            Lock lock = new ReentrantLock();
            executorService.execute(()->{
                System.out.println("线程1打算获取锁");
                lock.lock();
                try{
                    System.out.println("线程1打算睡眠");
                    //sleep不会释放锁
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                }catch (InterruptedException e){
    
                }finally {
                    lock.unlock();
                }
                System.out.println("线程1已经执行完成");
            });
    
            //主线程睡眠1秒,保证线程1已经睡眠了
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    
            Thread thread = new Thread(() -> {
                System.out.println("线程2打算获取锁");
                //在此中断线程是不会有任何响应的
                lock.lock();
                try {
                    //判断当前线程的中断为
                    System.out.println("线程2的中断标志位 " + Thread.currentThread().isInterrupted());
                    //执行到此,会抛出中断异常,虽然这个中断操作是在lock.lock();进行的,但是会在
                    //执行sleep的时候响应,就是判断中断标志位
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                    System.out.println("InterruptedException 线程2的中断标志位 " + Thread.currentThread().isInterrupted());
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
                System.out.println("线程1已经执行完成");
            });
    
            thread.start();
            thread.interrupt();
        }
    }
    
    /*
    执行结果:
    
    线程1打算获取锁
    线程1打算睡眠
    线程2打算获取锁
    java.lang.InterruptedException: sleep interrupted
    	at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
    	at java.lang.Thread.sleep(Thread.java:340)
    	at java.util.concurrent.TimeUnit.sleep(TimeUnit.java:386)
    	at it.cast.basic.thread.interrupt.Test04.lambda$main$1(Test04.java:47)
    	at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
    线程1已经执行完成
    线程2的中断标志位 true
    InterruptedException 线程2的中断标志位 false
    线程1已经执行完成
    */

               分析和synchronized一样,在进行线程2进行lock方法内部之后是不会响应中断的。

    参考文档:

    理解java线程的中断(interrupt)

    深入理解java线程

    【多线程】——深入理解线程中断方式(interrupt)

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    CPU响应中断的条件

      1.中断源如何向CPU表达中断请求

      一般是设置中断请求触发器,在需要CPU服务时,将中断请求触发器置位,其1端或0端输出的跳变作为中断请求信号。显然中断源可以随时提出中断请求。    

      2.中断请求何种情况下才可能得到CPU响应

      一个中断请求在同时具备下列两个条件时,才有可能得到CPU响应:

      ①该中断源未被屏蔽;

      ②该中断请求在当前所有中断请求中级别最高。

      3.CPU何时响应中断

      CPU在同时满足下列两个条件时,响应中断:

      ①IF=1(对非屏蔽中断,没有此项要求);

      ②现行指令执行完。

      CPU在每一个指令周期的最后一个总线周期的最后一个时钟周期的开始采样中断请求输入线,若有中断请求,则下一步不进入取指令周期,而进入中断响应周期,如图所示。对于8086系列CPU,中断响应周期为两个。

                               

        之所以把一条指令执行完作为响应中断的条件,是因为中断响应周期以及中断服务程序要占用CPU资源。如果在执行一条指令的中间响应中断,则指令的当前状态既不能保存也无法加以恢复。与此相对比,DMA操作是在DMA控制器的作用下进行的,不占用CPU资源,所以在一条指令执行中间、当前总线周期结束即可进入DMA周期。

     

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  • 在实施可中断负荷项目时,因用户消费行为、客观条件等因素,造成了用户响应程度存在着不确定性,且其不确定性的大小与激励程度有直接联系,这种不确定性的大小最终影响整个系统的可靠性供电指标。构建考虑不确定性的...
  • CPU满足一定条件后,向8259A发出2个中断响应信号(负脉冲)。 8259A从引脚INTA收到第1个中断响应信号后,立即使中断服务寄存器中与被选中的中断源对应的那一位置1,同时把中断请求寄存器中的相应位清0。 从引脚INTA...
  • 中断响应优先级和中断处理优先级的区别 中断响应优先级是由硬件排队线路或中断查询程序的查询顺序决定的,不可动态改变; 而中断优先级可以由中断屏蔽字来改变,反映的是正在处理的中断是否比新发生的中断的处理...
  • cpu的中断响应时间

    万次阅读 2016-05-05 10:47:58
    从发出中断请求到进入中断处理所用的时间 计算机中CPU的中断响应时间指的是()的时间。 A....B....CPU响应中断的时间是( )。 A.一条指令结束 B.外设提出中断 C.取指周期结束 D.程序执行结束
  • 黑马程序员视频库播妞微信号:heiniu526传智播客旗下互联网资讯、学习资源免费分享平台hello,大家好!播妞又来给大家分享干货了!今天就CPU中断响应过程的九个步骤进行简单讲述,希...
  • 中断响应时间/中断步骤/中断

    千次阅读 2017-06-29 10:10:32
    中断响应时间就是中断响应过程的时间,中断响应过程是当有事件产生,进入中断之前必须先记住当前正在做的事情,然后去处理发生的事情,处理这个过程的时间,叫做中断响应时间。  计算机中也是采用的这种方法...
  • 中断使能 中断使能的情况下:中断产生---->中断标志位被mcu置1---->mcu暂停主程序去执行中断程序(别忘记清中断)—>返回主程序 不要陷入误区: 并不是说不使能串口接受中断就无法接收数据,只是为了在串口...
  • 51单片机的中断响应原理

    千次阅读 2019-11-12 11:26:35
    1.中断概念 CPU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生); CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件B(中断响应中断服务); 待CPU将事件B处理完毕...5.中断响应条件 6.实验程序: #i...
  • 【1】中断系统 1)作用:用中断系统实现了外设数据的输入输出; 还可以用于程序调试,计算机系统的异常事件,都可以用中断系统来处理; 2)中断因素 人为设置的中断; 程序性事故,如java异常; 硬件故障,如...
  • 中断响应和处理

    千次阅读 2017-11-21 17:14:27
    中断程序具有几方面的操作: 按照中断的先后执行次序排列的; 1.接收中断请求 2.查看本级中断屏蔽位,若该为1则本级中断源参加优先权排队 3.中断优先权选择 4.处理机执行完一条指令后或者这条指令无法执行,则...
  • ARM-异常及中断处理中断中断中断中断/异常优先级异常和中断的区别ARM-7种异常类型ARM-异常中断响应流程软中断 汇编测试代码 中断 中断 1) 硬中断 在处理器中,中断是一个过程。即CPU在正常执行程序的过程中,...
  • 【计算机组成原理】CPU中断系统

    千次阅读 2022-02-07 12:51:08
    一、中断系统概述 1、引起中断的各种因素 (1)人为设置的中断 这种中断一般称为自愿中断,因为它是程序中人为设置的,故一旦机器执行这种人为中断,便自愿停止现行程序而转入中断处理。 (2)程序性事故 如...
  • PIE/CPU中断响应过程

    万次阅读 热门讨论 2019-01-07 09:28:07
    A、开始; B、PIEIFRx.y = 1 ?是,转到C,否则等待; C、PIEIERx.y = 1 ?是,转到D,否则等待; ...D、PIEACKx = 0 ?...E、中断请求发送到CPU;...I、CPU响应,进入中断服务子程序前,DSP硬件自动将I...
  • 论文研究-中断条件下灾后救援基础设施网络设计研究.pdf, 基础设施网络被认为是灾后救援的"生命线",如何在灾害引致中断情况下构建有效的灾后救援基础设施网络,是灾后能否...
  • 8086中断技术

    千次阅读 2021-12-04 10:27:48
    中断技术一,概述1,中断与中断源2,中断响应与中断处理二,lntel8086的中断系统(重点)1,外部中断2,内部中断3,中断向量表 ...CPU响应中断条件 设置中断请求触发器 设置中断屏蔽触发器 设置中断允许触
  • 如果要你讲一下中断,你会怎么去描述一个中断的触发流程呢? 最基础的可能就是:保护现场 - 中断处理 - 恢复现场... 那保护现场做了什么事情?... CPU在什么条件、什么时候、以什么方式来响应中断? ..
  • 中断

    2019-03-02 22:51:10
    1.中断相关概念 计算机中都配置了中断装置,用户程序执行过程中不但可通过系统调用,还可以用中断方式来请求和获得操作系统的服务。采用中断技术后还能实现CPU 和 I/O 设备交换信息使 CPU 与 I/O 设备并行工作。...
  • 在单片机程序设计中,设置一个好的时钟中断,将能使一个CPU发挥两个CPU的功效,大大方便和简化程序的编制,提高系统的效率与可操作性。那么你对时钟中断了解多少呢?以下是由学习啦小编整理关于什么是时钟中断的内容...

空空如也

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响应中断的条件