文章目录 前言 上下文切换 上下文切换会消耗资源吗？ 如何减少上下文切换导致额外的开销 前言 曾经有一份丰厚的报酬摆在我面前，我没有珍惜。直到失去之后我才意识到，我可以会写线程上下文切换。...---- 上下文切换 这就是上下文切换。 CPU通过分配时间片来执行任务，当一个任务的时间片用完，就会切换到另一个任务。在切换之前会保存上一个任务的状态，当下次再切换到该任务，就会加载这个状态。...---- 上下文切换会消耗资源吗？ 那当然啊。...是因为线程上下文切换导致额外的开销。...在Linux系统下可以使用vmstat命令来查看上下文切换的次数（上一篇讲过这个） ---- 如何减少上下文切换导致额外的开销 减少上下文切换次数便可以提高多线程的运行效率。
linux的上下文切换就是进程线程的切换，也就是切换struct task_struct结构体，一个任务的上下文包括cpu的寄存器，内核栈等，由于1个cpu上的所有任务共享一套寄存器，所以在任务挂起的时候需要保存寄存器...每种处理器都提供了硬件级别的上下文切换，比如x86架构下的TSS段，TSS段包括了一个任务执行的所需要的所有上下文，主要有：1.通用寄存器和段寄存器。...所以上下文切换也很简单，直接用call或者jmp指令调度任务。同样ARM架构也有快速上下文切换技术。但是Linux为了适用更多的cpu架构没使用处理器相关的上下文切换技术，而是大部分通过软件实现。...linux上下文切换就在schedule（）函数里，很多地方都会调用这个函数。...经过前面的代码计算后找出下一个要执行的任务，然后开始执行上下文切换。
上下文切换上下文切换是指操作系统在多任务环境下，从一个任务切换到另一个任务时保存和恢复这些上下文信息的过程。...根据任务的不同，可以把上下文切换可以分成三种不同的上下文切换场景：进程上下文切换、线程上下文切换以及中断上下文切换。我们将从底层原理出发，详细介绍每种场景的具体实现和影响因素。...进程上下文切换进程的上下文切换 进程上下文切换是指从一个进程切换到另一个进程。它发生在多任务系统中，由调度器负责决定哪个进程获得 CPU 时间。...虽然系统调用过程中不涉及虚拟内存等用户态资源的切换，也不会切换进程，但实际上，CPU 的上下文切换是无法避免的。因此，系统调用过程中的上下文切换通常被称为特权模式切换，而非上下文切换。...线程上下文切换 线程上下文切换与进程上下文切换类似，但开销更小。因为线程共享相同的地址空间，切换时无需刷新内存映射。线程上下文切换通常发生在同一进程内的不同线程之间。
多线程之上下文切换 1.1. 定义 1.2. 上下文切换的分类和诱因 1.2.1. 自发性的上下文切换 1.2.2. 非自发性上下文切换 1.3. 上下文切换的花销 1.3.1....间接开销 多线程之上下文切换 定义 在单处理器的情况下，每个线程的执行时间是根据时间片大小决定或者自身的其他原因，如果一个线程被迫或者主动暂停运行时，另外一个线程(可能是同一个进程中的线程或者其他进程中的...，以在之前的基础上继续运行 上下文切换的分类和诱因 自发性的上下文切换 自发性上下文切换是指线程由于自身因素导致的切出。...IO操作（如读取文件） 或者等待其他线程的持有的锁也会导致自发性上下文切换 非自发性上下文切换 由于线程调度器的原因被迫切出 时间片用完 一个更高优先级的线程需要运行 垃圾回收器在执行垃圾回收的过程中可能也是需要暂停线程才能完成工作...上下文切换的花销 上下文切换的花销是必须的，即使在多核的处理器系统中上下文切换也是必须的，因为我们需要执行的线程的数量总是大于处理器的数量。
前言 听到上下文切换，大家第一反应肯定是：一定要减少这货出现的次数。确实上下文切换对性能的影响显而易见，但有时又无法完全避免，这就要求我们对上下文性能损耗了然于胸，才能更准确地评估系统性能。...本文将从这以下两个方面来展开 上下文切换有哪些类型以及可能出现的场景 衡量各场景上下文切换耗时 1， 上下文切换类型及场景 上下文大体上可以分为两类 进程上下文 中断上下文 进程上下文具体包括： （1...中断上下文具体包括： （1）硬件传递过来的参数 因此上下文切换可以分为以下几类： （1）进程之间的上下文切换：A进程切换到B进程 （2）进程和中断之间的上下文切换：进程A被中断打断 （3）中断之间的上下文切换...模式切换 这是要说一种特殊的上下文切换：模式切换，即进程A从用户态因为系统调用进入内核态，这种切换之所以特殊，是因为它并没有经过完整的上下文切换，只是寄存器上下文进行了切换，所以模式切换的耗时相对完整进程上下文更低...[6.png] 从测试数据看： 如果两个进程跨NUMA，一次上下文切换的耗时在2500ns 如果两个进程在同NUMA，一次上下文切换的耗时在1500ns 在虚拟机里面，跨核的上下文切换会更大，因为vcpu
它们都是CPU在运行时必须依赖的环境，因此也被称作为CPU上下文 CPU上下文切换 CPU上下文切换就是把前一个任务的上下文（也就是CPU寄存器和程序计数器）保存起来，然后加载新任务的上下文开始执行。...根据CPU执行的任务的不同，上下文切换分为这三种：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 每次进程的上下文切换将会花费几十纳秒到数微秒的时间，过多的进程上下文切换就是我们上篇文章提到过系统负载过高的原因之一...以下这些场景都会引起进程的上下文切换： 我们知道在多核CPU中，为了公平调度，CPU的时间是分为一段段的时间片然后分配给各个进程的，当某个进程的时间片用完之后，就会被系统挂起，从而让CPU切换到其他进程...我们知道，相较于进程，线程才是CPU调度的最小单位，而一个进程内可能包含多个线程，这些线程共享这个进程的内存、CPU时间段等资源 所以普通的线程上下文切换就不需要切换整个进程的资源而只需要切换线程的线程栈和寄存器等...，这也是多线程应用相较于多进程应用的优势所在 中断上下文切换 中断上下文切换是为了响应硬件的各种事件设计出来的，中断程序会打断进程的正常执行。
因此，CPU 上下文切换至少有三种不同的类型： 进程上下文切换 线程上下文切换 中断上下文切换 让我们一一来看看。...进程上下文切换是指从一个进程切换到另一个进程，而系统调用期间始终运行同一个进程 系统调用过程通常被称为特权模式切换，而不是上下文切换。但实际上，在系统调用过程中，CPU 的上下文切换也是不可避免的。...进程上下文切换 vs 系统调用 那么进程上下文切换和系统调用有什么区别呢？首先，进程是由内核管理的，进程切换只能发生在内核态。...显然，同一个进程内的线程切换比切换多个进程消耗的资源要少。这也是多线程替代多进程的优势。 中断上下文切换 除了前面两种上下文切换之外，还有另外一种场景也输出 CPU 上下文切换的，那就是中断。...另外，和进程上下文切换一样，中断上下文切换也会消耗 CPU。过多的切换次数会消耗大量的 CPU 资源，甚至严重降低系统的整体性能。
各个进程之间是共享 CPU 资源的，在不同的时候进程之间需要切换，让不同的进程可以在 CPU 执行，那么这个一个进程切换到另一个进程运行，称为进程的上下文切换。...进程是由内核管理和调度的，所以进程的切换只能发生在内核态。 所以，进程的上下文切换不仅包含了虚拟内存、栈、全局变量等用户空间的资源，还包括了内核堆栈、寄存器等内核空间的资源。...大家需要注意，进程的上下文开销是很关键的，我们希望它的开销越小越好，这样可以使得进程可以把更多时间花费在执行程序上，而不是耗费在上下文切换。 发生进程上下文切换有哪些场景？ 1....这样，当某个进程的时间片耗尽了，就会被系统挂起，切换到其它正在等待 CPU 的进程运行； 2..../s 每秒有10次的主动切换 , 耗费资源比较多 ?
但是，在切换前会保存上一个任务的状态，以便下次切换回这个任务时，可以再加载这个任务的状态。所以任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。 很明显上下文切换会影响多线程的执行速度。...如何减少上线文切换 减少上下文切换的方法有 1、无锁并发编程。 ...减少上下文切换的例子 下面我们看一个通过减少线上大量WAITING的线程，来减少上下文切换次数的例子： 使用jstack命令dump线程信息，看看pid为3117的进程里的线程都在做什么 sudo...WAITING的线程少了，系统上下文切换的次数就会少，因为每一次从WAITTING到RUNNABLE都会进行一次上下文的切换。读者也可以使用vmstat命令测试一下。...这种切换称为“上下文切换”(“context switch”)。CPU会在一个上下文中执行一个线程，然后切换到另外一个上下文中执行另外一个线程。上下文切换并不廉价,是比较耗时的
文章目录 什么是上下文切换 进程上下文切换 线程上下文切换 中断上下文切换 如何减少上下文切换 来个例子亲身感受下 什么是上下文切换 在多任务操作系统中，为了提高CPU的利用率，可以让当前系统运行远多于...简而言之，上下文切换，就是CPU把自己的时间片分配给不同的任务执行的过程。 根据任务类型的不同，上下文切换又分为三种类型: ●进程上下文切换。 ●线程上下文切换。 ●中断上下文切换。...进程的上下文切换和线程的上下文切换相同，进程切换之后，再恢复执行时，还是需要沿着上一次执行的位置继续运行，但是与线程相比，进程的上下文切换的损耗会更大。 ...中断上下文切换 中断上下文切换是指CPU对系统发生的某个中断事件做出反应导致的切换，比如: ●CPU本身故障、程序故障。 ●I/O中断。 ...即便如此，中断导致的上下文切换仍然会消耗CPU资源。 如何减少上下文切换 既然频繁的上下文切换会影响程序的性能，那么如何减少上下文切换呢?
上下文切换(有时也称为进程切换或任务切换)：是指CPU从一个进程//线程切换到另一个进程/线程。 进程(有时也称为任务)是程序中的一个正在运行的实例。...这称为模式切换而不是上下文切换，因为它不会改变当前进程。 上下文切换是多任务操作系统的一个基本特性。多任务操作系统是指多个进程在单个CPU上同时执行，并且彼此互不干扰。...这种并发幻觉是通过快速连续发生的上下文切换(每秒数十或数百次)来实现的。这些上下文切换发生的原因是进程自愿放弃它们在CPU中的时间，或者是调度器在进程耗尽其CPU时间片时进行切换。...Intel 80386和更高的cpu包含对上下文切换的硬件支持。然而，大多数现代操作系统执行软件上下文切换(可在任何CPU上使用)，而不是硬件上下文切换以获得更好的性能。...事实上，尽管从CPU时间消耗的绝对值来看，上下文切换的成本一直在下降，但这似乎主要是由于CPU时钟速度的提高，而不是上下文切换本身效率的提高。
中断上下文的切换 进程上下文的切换 异常处理过程： 下面从逻辑上完整走一遍中断处理过程(结合中断上下文的切换，以定时器中断为例，假设从用户态进入中断)： 1.
什么是上下文切换？线程上下文切换是指一个线程在执行过程中，由于某种原因暂时停止执行，并将控制权转移到其他线程，然后再返回到原线程继续执行的过程。...在介绍线程上下文切换之前，先看两个问题（答案在最后）。问题1：是不是线程越多，执行效率越高？问题2：单核cpu多线程执行有没有意义？上下文切换分类？...线程上下文切换可以分为两种类型：自愿上下文切换和非自愿上下文切换。自愿上下文切换发生在应用程序显式地创建新线程并让旧线程进入等待状态时。...非自愿上下文切换则由系统决定，例如当一个线程正在等待某个事件（如I/O操作）时，系统会暂停该线程的执行，并切换到另一个可运行的线程。线程上下文切换的原因？线程上下文切换的原因有多种，例如：1....总之，了解线程上下文切换的概念和过程对于进行多线程编程和应用开发非常重要。通过合理地设计程序和优化线程调度策略，可以减少不必要的上下文切换并提高系统性能。
目录 1.什么是CPU上下文切换 2.CPU上下文切换的类型 3.如何查看系统中的上下文切换 4.案例 5.总结 ---- 读过倪朋飞的《Linux性能优化实战》经常说的 CPU 上下文切换是什么意思?...对CPU上下文切换有了少许了解。现总结如下。 1.什么是CPU上下文切换 上下文切换专业术语为Context Switch,我们可以参考Context Switch Definition一文。...再这篇文章中，有如下定义： 上下文切换(有时也称为进程切换或任务切换)：是指CPU从一个进程//线程切换到另一个进程/线程。 上下文是指任意时刻CPU寄存器和程序计数器的内容。...2.CPU上下文切换的类型 导致CPU进行切换的场景，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 下面详细进行说明。...非自愿上下文切换：指进程由于时间片已到，被系统强制调度，而发生的上下文切换。如大量进程都争抢CPU，这就很容易导致非自愿的上下文切换。
在删除负载均衡缓存后，Spring Cloud Gateway 在处理请求时发现没有缓存会重新拉取一遍服务列表，这样之后都是用的是最新的服务列表了，也就达到了我们动态感知上下线的目的。
因为时间片非常短，所以cpu通过不停的切换线程执行，让我们感觉多个线程是同时执行的，时间片一般为几十毫秒。 二: 什么是上下文切换? 任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。...三:上下文切换产生的问题? 影响多线程的执行速度。 四：并发执行不一定比串行执行快。因为线程有创建和上下文切换的开销。
上下文切换的原因 ---- 多线程编程中，我们知道线程间的上下文切换会导致性能问题，那么是什么原因造成的线程间的上下文切换。我们先看一下线程的生命周期，从中看一下找找答案。 ?...图中，一个线程从RUNNABLE到RUNNING的过程就是线程的上下文切换，RUNNING状态到BLOCKED、再到RUNNABLE、再从RUNNABLE到RUNNING的过程就是一个上下文切换的过程。...当线程从BLOCKED状态进入到RUNNABLE时，也就是线程的唤醒，此时线程将获取上次保存的上下文信息。 我们看到，多线程的上下文切换实际上就是多线程两个运行状态的相互切换导致的。...我们知道两种情况可以导致上下文切换：一种是程序本身触发的切换，这种我们一般称为自发性上下文切换，另一种是系统或者虚拟机导致的上下文切换，我们称之为非自发性上下文切换。...系统开销在上下文切换的哪些环节： 操作系统保存和恢复上下文 处理器高速缓存加载 调度器进行调度 上下文切换可能导致的高速缓冲区被冲刷 总结 ---- 上下文就是一个释放处理器的使用权，另外一个线程获取处理器的使用权
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
即时通信 IM
ICP备案
对象存储
实时音视频
