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线程上下切换

文章目录 前言 上下切换 上下切换会消耗资源吗? 如何减少上下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切换。...---- 上下切换 这就是上下切换。 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。...3、跳转到程序计数器所指向的位置(即跳转到任务被中断时的代码行),以恢复该进程在程序中 有人做过这么一个测试:拿一个数分别在单线程和多线程的情况下进行循环计数,并计算时间。...是因为线程上下切换导致额外的开销。...在Linux系统下可以使用vmstat命令来查看上下切换的次数(上一篇讲过这个) ---- 如何减少上下切换导致额外的开销 减少上下切换次数便可以提高多线程的运行效率。

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    linux内核上下切换解析

    linux的上下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切换技术,而是大部分通过软件实现。...linux上下切换就在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,然后开始执行上下切换

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    深入分析Linux上下文与上下切换

    在 Linux 操作系统中,当操作系统进行进程上下切换时,通常会保存和恢复CPU 寄存器的状态,以及程序计数器的值。这确保了在切换回进程时,它能够继续执行先前被中断的位置。...关联进程位置: 程序计数器的值指示了进程在内存中的特定位置,表示即将执行的指令的地址。在进程执行期间,计算机会不断更新程序计数器的值,使其指向下一条要执行的指令的地址。CPU 寄存器和程序计数器。...,而程序计数器,则是用来存储正在执行的指令位置,或者即将执行的吓一跳指令位置。...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到这些寄存器和程序计数器,最后再跳转到程序计数器所指的新位置,运行新任务。...每次系统调用都引发了 CPU 上下文的切换。具体过程如下:保存用户态: 在系统调用开始时,CPU 寄存器里保存着用户态的指令位置,需要先保存这些信息以便后续恢复。

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    JS 执行上下

    理解执行上下文 执行上下文(Execution Context): 函数执行前进行的准备工作(也称执行上下文环境) 运行JavaScript代码时,当代码执行进入一个环境时,就会为该环境创建一个执行上下文...JavaScript中执行环境 全局环境 函数环境 eval函数环境 (已不推荐使用) 那么与之对应的执行上下文类型同样有3种: 执行上下文的类型 全局执行上下文 函数执行上下文 eval函数执行上下文...程序代码中基本都会存在函数,那么调用函数,就会进入函数执行环境,对应就会生成该函数的执行上下文。 先插播一个知识点:JS是"单线程"! "单线程"! "单线程"!...JS中管理多个执行上下文 函数编程中,代码中会声明多个函数,对应的执行上下文也会存在多个。...因为JS执行中最先进入全局环境,所以处于"栈底的永远是全局环境的执行上下文"。

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    并发编程之上下切换

    多线程之上下切换 1.1. 定义 1.2. 上下切换的分类和诱因 1.2.1. 自发性的上下切换 1.2.2. 非自发性上下切换 1.3. 上下切换的花销 1.3.1....间接开销 多线程之上下切换 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 上下切换的分类和诱因 自发性的上下切换 自发性上下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切换 非自发性上下切换 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...上下切换的花销 上下切换的花销是必须的,即使在多核的处理器系统中上下切换也是必须的,因为我们需要执行的线程的数量总是大于处理器的数量。

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    上下切换,你确定了解吗?

    前言 听到上下切换,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 上下切换有哪些类型以及可能出现的场景 衡量各场景上下切换耗时 1, 上下切换类型及场景 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 因此上下切换可以分为以下几类: (1)进程之间的上下切换:A进程切换到B进程 (2)进程和中断之间的上下切换:进程A被中断打断 (3)中断之间的上下切换...模式切换 这是要说一种特殊的上下切换: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,一次上下切换的耗时在2500ns 如果两个进程在同NUMA,一次上下切换的耗时在1500ns 在虚拟机里面,跨核的上下切换会更大,因为vcpu

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    聊一聊CPU上下切换

    CPU上下文 多核CPU在运行任务时,使用程序计数器来存储当前执行指令的位置或者下一条将要执行的指令的位置,而CPU寄存器则是CPU中的内存。...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上下切换 CPU上下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,上下切换分为这三种:进程上下切换、线程上下切换,中断上下切换 进程上下切换 每次进程的上下切换将会花费几十纳秒到数微秒的时间,过多的进程上下切换就是我们上篇文章提到过系统负载过高的原因之一...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 中断上下切换 中断上下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。

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    探讨Linux CPU的上下切换

    程序计数器用于存储 CPU 正在执行的或下一条要执行指令的位置。 它们都是 CPU 在运行任何任务之前必须依赖的依赖环境,因此也被称为 “CPU 上下文”。...因此,CPU 上下切换至少有三种不同的类型: 进程上下切换 线程上下切换 中断上下切换 让我们一一来看看。...这需要先保存 CPU 寄存器中原来的用户态指令的位置。接下来,为了执行内核态的代码,需要将 CPU 寄存器更新到内核态指令的新位置。最后是跳转到内核态运行内核任务。...进程上下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,而不是上下切换。但实际上,在系统调用过程中,CPU 的上下切换也是不可避免的。...显然,同一个进程内的线程切换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。 中断上下切换 除了前面两种上下切换之外,还有另外一种场景也输出 CPU 上下切换的,那就是中断。

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    Java多线程的上下切换

    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切换。 很明显上下切换会影响多线程的执行速度。...如何减少上线文切换 减少上下切换的方法有  1、无锁并发编程。 ...减少上下切换的例子 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。上下切换并不廉价,是比较耗时的

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    查看进程的上下切换pidstat

    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,而不是耗费在上下切换。 发生进程上下切换有哪些场景? 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 ?

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    Context Switch Definition(上下切换的定义)

    在Linux系统中,线程是轻量级的进程,线程可以并行运行,并与其父进程(即创建它们的进程)共享一个地址空间(即一系列内存位置)及其他资源。 上下文是指任意时刻CPU寄存器和程序计数器的内容。...程序计数器是一种特殊的寄存器,它指示CPU在其指令序列中的位置,根据特定的系统,它保存着正在执行的指令的地址或下一条要执行的指令的地址。...,并将其恢复到CPU的寄存器中 返回到程序计数器指示的位置(即返回到进程被中断的代码行),以便恢复进程。...Context Switches and Mode Switches 上下切换只能在内核模式下发生。内核模式是CPU的一种特权模式,它只运行内核,并提供对所有内存位置和所有其他系统资源的访问。...Intel 80386和更高的cpu包含对上下切换的硬件支持。然而,大多数现代操作系统执行软件上下切换(可在任何CPU上使用),而不是硬件上下切换以获得更好的性能。

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    理解上下切换带来的性能影响

    文章目录 什么是上下切换 进程上下切换 线程上下切换 中断上下切换 如何减少上下切换 来个例子亲身感受下 什么是上下切换   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...当后续CPU重新切换到当前线程时,CPU需要沿着上次执行的指令位置继续运行。...简而言之,上下切换,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,上下切换又分为三种类型: ●进程上下切换。 ●线程上下切换。 ●中断上下切换。...进程的上下切换和线程的上下切换相同,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,进程的上下切换的损耗会更大。   ...即便如此,中断导致的上下切换仍然会消耗CPU资源。 如何减少上下切换   既然频繁的上下切换会影响程序的性能,那么如何减少上下切换呢?

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    关于linux中的CPU上下切换

    目录 1.什么是CPU上下切换 2.CPU上下切换的类型 3.如何查看系统中的上下切换 4.案例 5.总结 ---- 读过倪朋飞的《Linux性能优化实战》经常说的 CPU 上下切换是什么意思?...对CPU上下切换有了少许了解。现总结如下。 1.什么是CPU上下切换 上下切换专业术语为Context Switch,我们可以参考Context Switch Definition一文。...2.CPU上下切换的类型 导致CPU进行切换的场景,可以分为: 进程上下切换 线程上下切换 中断上下切换 下面详细进行说明。...系统调用必将导致CPU上下切换,这个过程如下: CPU保存用户态的指令位置,然后执行内核代码。 CPU更新内核代码的新位置,然后跳转到内核态执行内核任务。...非自愿上下切换:指进程由于时间片已到,被系统强制调度,而发生的上下切换。如大量进程都争抢CPU,这就很容易导致非自愿的上下切换

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    面试专题:什么是线程上下切换

    什么是上下切换?线程上下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?上下切换分类?...线程上下切换可以分为两种类型:自愿上下切换和非自愿上下切换。自愿上下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。线程上下切换的原因?线程上下切换的原因有多种,例如:1....总之,了解线程上下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切换并提高系统性能。

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    深入理解 Linux CPU 上下切换

    程序计数器用于存储 CPU 正在执行的或下一条要执行指令的位置。 它们都是 CPU 在运行任何任务之前必须依赖的依赖环境,因此也被称为 “CPU 上下文”。...因此,CPU 上下切换至少有三种不同的类型: 进程上下切换 线程上下切换 中断上下切换 让我们一一来看看。...这需要先保存 CPU 寄存器中原来的用户态指令的位置。接下来,为了执行内核态的代码,需要将 CPU 寄存器更新到内核态指令的新位置。最后是跳转到内核态运行内核任务。...进程上下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,而不是上下切换。但实际上,在系统调用过程中,CPU 的上下切换也是不可避免的。...显然,同一个进程内的线程切换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。 中断上下切换 除了前面两种上下切换之外,还有另外一种场景也输出 CPU 上下切换的,那就是中断。

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