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深入解析操作系统中线程切换过程

引言在现代计算机系统中,操作系统负责有效地管理各种资源,包括 CPU。多任务操作系统允许同时运行多个线程,但由于 CPU 有限,需要进行线程切换以实现并发执行。...本文将深入探讨操作系统中线程切换的过程,包括上下文切换和必要的数据结构。我们将通过示例代码演示线程切换的关键步骤,以帮助读者更好地理解这一关键概念。...线程切换的原因线程切换操作系统的一个重要功能,它发生的原因包括:时间片耗尽:为了公平地分配 CPU 时间,操作系统将时间划分为小片段,每个线程在一个时间片内执行。...当时间片耗尽时,操作系统需要切换到另一个线程。阻塞操作:当线程执行阻塞操作(如等待 I/O 完成)时,操作系统切换到另一个就绪状态的线程,以充分利用 CPU。...加载下一个线程的上下文:操作系统从内存中加载下一个线程的上下文,包括寄存器的值、PC 和 SP 等。切换到下一个线程:操作系统将 CPU 控制权切换到下一个线程,使其继续执行。

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【Linux操作系统】进程优先级和进程切换

文章目录 一.进程优先级 1.三段论谈优先级 2.PRI和NI 二.进程切换 1.进程的四个特性 2.上下文数据保护和恢复 一.进程优先级 1.三段论谈优先级 什么是优先级?...因为资源有限,进程抢占资源,操作系统得给进程一个先后顺序。 怎么确定优先级?...17955 显示结果: 第五步:输入调整后的NI值 假如是:-19 第六步:再次查看进程的优先级信息 ps -al 显示结果: NI值被修改为了-19 最终PRI值被修正为了61 二.进程切换...1.进程的四个特性 竞争性:进程数众多,CPU只有少量,进程之间要抢占CPU资源 独立性:进程之间各自以为独占资源,互不干扰 并发:多个进程在一个CPU上运行,采取进程切换/CPU时间片轮转的方式 并行...由于大部分电脑都是单核CPU,所以属于并发机制,并发采用的是进程切换/时间片轮转的方式. 那么一个进程大多数情况下并不是在CPU中跑完了才从CPU上拿下来,而是跑完一个时间片的时间就换上另一个进程.

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Linux操作系统通过实战理解CPU上下文切换

前言:Linux是一个多任务的操作系统,可以支持远大于CPU数量的任务同时运行,但是我们都知道这其实是一个错觉,真正是系统在很短的时间内将CPU轮流分配给各个进程,给用户造成多任务同时运行的错觉。...img 2、CPU上下文切换 根据任务的不同,CPU的上下文切换就可以分为进程上下文切换、线程上下文切换、中断上下文切换 ,进程上下文切换。...,所以一次系统调用的过程,会发生两次的CPU上下文切换但是我们一般说系统调用是特权模式切换而不是上下文切换,因为这里没有涉及到虚拟内存等这些进程用户态的资源,也不会切换进程是属于进程之内的上下文切换,进程是由内核来管理和调度的...前后两个线程属于同一个进程,因为虚拟内存是共享的,所以在切换的时候,虚拟内存这些资源保持不动,只有切换线程的私有数据、寄存器等不共享的资源 所以同进程内的线程切换要比多进程内的线程切换消耗更少的资源...当中断上下文切换次数比较多的时候,会耗费大量的CPU 怎么查看系统上下文 上面已经介绍到CPU上下文切换分为进程上下文切换、线程上下文切换、中断上下文切换,那么过多的上下文切换会把CPU的时间消耗在寄存器

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操作系统用户态和内核态之间的切换过程是什么_用户进程从用户态切换到内核态

操作系统用户态和内核态之间的切换过程 1....而究竟加载了哪些代码,如何加载就是和操作系统密切相关了。...当我们在系统中执行一个程序时,大部分时间是运行在用户态下的,在其需要操作系统帮助完成某些它没有权力和能力完成的工作时就会切换到内核态,比如testfork()最初运行在用户态进程下,当它调用fork()...系统调用 这是用户态进程主动要求切换到内核态的一种方式,用户态进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序完成工作,比如前例中fork()实际上就是执行了一个创建新进程的系统调用。...而系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现,例如Linux的int 80h中断。 b.

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深入理解操作系统中进程与线程的区别及切换机制(下)

进程的控制结构也可以说是数据结构,毕竟操作系统也是一个进程,只要是应用程序就必然符合一条定律:程序=算法+数据结构,进程作为一种抽象概念,可将其视为一个容器,该容器聚集了相关资源,包括地址空间,线程,打开的文件...进程的切换进程的切换是为了保证每个进程都能获得公平的CPU时间片来执行自己的程序,这也叫做上下文切换,上下文切换涉及以下内容:存储进程的相关信息,如计数器、寄存器等,以便在切换回来时能正常加载。...线程在早期的操作系统中,以进程作为独立运行的基本单位,直到后来计算机科学家们提出了更小的能独立运行的基本单位,即线程。...线程的上下文切换是指在切换线程时,需要保存和恢复线程的执行上下文。与进程相比,线程上下文切换的代价要小得多。如果一个进程只有主线程,那么线程的切换流程与进程切换相同。...总结进程和线程是操作系统中的两个重要概念。进程是程序的一次执行过程,拥有自己的地址空间和资源,是资源分配的基本单位。进程之间通过上下文切换来共享CPU,保证公平分配。

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从零手写操作系统之RVOS协作式多任务切换实现-03

从零手写操作系统之RVOS协作式多任务切换实现-03 本系列参考: 学习开发一个RISC-V上的操作系统 - 汪辰 - 2021春 整理而来,主要作为xv6操作系统学习的一个前置基础。...RVOS是本课程基于RISC-V搭建的简易操作系统名称。...plctlab/riscv-operating-system-mooc/blob/main/howto-run-with-ubuntu1804_zh.md 前置知识: RVOS环境搭建-01 RVOS操作系统内存管理简单实现...下面我们先来看看任务切换的实现流程: 我们可以在程序中调用switch_to函数,手动完成任务的切换,由于任务切换十分频繁,所以这里使用汇编来实现switch_to函数: # void switch_to...} 测试: ---- 协作式多任务 - 调度 到目前为止,我们只实现了操作系统启动后切换到1号任务执行的效果,还无法实现多任务切换,本节我们在上一节的基础上进行改进,实现多任务切换效果: 首先,

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TRTC横竖屏切换1,手动切换

一、简介 本篇主要介绍TRTC通话时,横竖屏切换接口的调用示例、通话效果。 音视频通话完整链路,大致是:本地采集、本地预览、编码输出、网络传输、接收解码渲染。...用户要的只是4种效果:自己横竖屏切换+对方看到的横竖屏切换,但是sdk却有4X4X4=64种实现方式,一旦遇到问题就很费解。以下将引导:用最简单的方式,体验sdk的横竖屏切换功能。...还有一些手机,平放在桌面时,会发生横竖屏切换,这是手机重力感应触发的,请把手机支起来吧,或者关闭手机的重力感应。...关于sdk重力感应功能,可以参考这篇《TRTC横竖屏切换2,重力感应》 3、横屏后画面裁剪问题 横屏后画面只显示中间一小部分,看上去放大了。...五、下一篇 《TRTC横竖屏切换2,重力感应》

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TRTC横竖屏切换1,手动切换

一、简介 本篇主要介绍TRTC通话时,横竖屏切换接口的调用示例、通话效果。 音视频通话完整链路,大致是:本地采集、本地预览、编码输出、网络传输、接收解码渲染。...用户要的只是4种效果:自己横竖屏切换+对方看到的横竖屏切换,但是sdk却有4X4X4=64种实现方式,一旦遇到问题就很费解。以下将引导:用最简单的方式,体验sdk的横竖屏切换功能。...还有一些手机,平放在桌面时,会发生横竖屏切换,这是手机重力感应触发的,请把手机支起来吧,或者关闭手机的重力感应。...关于sdk重力感应功能,可以参考这篇《TRTC横竖屏切换2,重力感应》 3、横屏后画面裁剪问题 横屏后画面只显示中间一小部分,看上去放大了。...五、下一篇 《TRTC横竖屏切换2,重力感应》

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Tab选项卡切换效果-自动切换

上节我们讲到了tab选项卡的手动切换效果和手动延迟切换效果,在延迟切换效果中,我们使用到了setTimeout函数,这节我们要实现手动自动选项卡的效果。...现在我们先来实现纯自动切换的效果。这里要使用到setInterval函数。 接下来是先把要切换的标题和内容选择出来,在tab函数中,我们还新建了一个index变量,用以保存索引值。...结果: 以上就实现的自动切换的功能;接下来,我们加入手动切换功能,即给每一个标题绑定一个鼠标滑过事件,并且当鼠标滑过执行时,在里面清除掉定时器。...这里出现了两个问题;第一,当自动切换时,效果正常,当鼠标滑入然后离开时,自动切换没有切换到我们鼠标滑入时的下一个标题,而是按照之前自动切换时的下一个标题来切换。...接下来我们解决刚提到的第一个问题,就是当鼠标离开时,我们要让下一个切换按照鼠标滑入的标题的下一个索引来切换,而不是按自动切换时的下一个索引切换

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Android:多个Fragment切换问题切换动画设置

问题描述 在项目开发中,遇到这样一个问题场景:在某个页面(Fragament)中,点击按钮,进行页面部分的切换,即在一个Fragament中嵌套使用了两个Fragament进行切换。...设置按钮监听 首先在布局文件中,给两个进行切换的按钮标记id:button_user、button_shop; 并添加需要动态填充的布局(id为id_role) <Button android:...Fragment切换 要实现Fragment的切换,使用FragmentManager类来管理fragment,对fragment的操作(添加、删除、替换等)称为一个事务,通过FragmentTransaction...这里我遇到了一个小问题,使用add进行添加后,并不能完成切换,但替换成replace之后便可实现切换,具体原因待考究。...设计导航栏时经常采用在Activity中进行多个Fragment切换,实际上和在Fragment进行设计大同小异。

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操作系统操作系统接口

操作系统接口 命令界面接口 程序接口 联机命令接口 联机命令的类型 系统访问类 磁盘操作类 文件操作类 目录操作类 通信类 其他命令 联机命令的操作方式 **键入式:**手动敲入 **...进程通信类系统调用 ---- 系统调用的实现 中断和陷入硬件机构 系统调用号和参数的设置 系统调用的处理步骤 系统调用处理子程序的处理过程 ---- 图形用户接口 略 ---- 总结 系统调用是操作系统专门提供给应用程序的接口...,也是应用程序获取操作系统服务的唯一途径。...操作系统为用户提供了三种类型的用户接口。命令控制界面接口,图形用户界面接口,程序接口。 系统态又叫管态,核心态。 系统调用和一般调用的区别——状态的转变。

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