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。...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。...减少上下文切换的方法有无锁并发编程、CAS算法、避免创建过多的线程和使用协程。 1、无锁并发编程：当任何特定的运算被阻塞的时候，所有CPU可以继续处理其他的运算。...3、避免创建过多的线程：如任务量少时，尽可能减少创建线程。对于某个时间段任务量很大的这种情况，我们可以通过线程池来管理线程的数量，避免创建过多线程。
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。 ...多线程竞争锁时，会引起上下文切换，所以多线程处理数据时，可以用一 些办法来避免使用锁，如将数据的ID按照Hash算法取模分段，不同的线程处理不同段的数据。 2、CAS算法。 ...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
我们都知道，在并发编程中，并不是线程越多就效率越高，线程数太少可能导致资源不能充分利用，线程数太多可能导致竞争资源激烈，然后上下文切换频繁造成系统的额外开销。...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。...，使用的synchronized关键字，导致了锁竞争，导致了线程上下文切换，这个地方如果不使用synchronized关键字，并发的执行效率也比不上串行执行的速度，因为没有锁竞争多线程的上下文切换依然存在
我们都知道 Linux 是一个多任务操作系统，它支持的任务同时运行的数量远远大于 CPU 的数量。...进程上下文切换 Linux 按照特权级别将进程的运行空间划分为内核空间和用户空间，分别对应下图中 Ring 0 和 Ring 3 的 CPU 特权级别的 。...了解这些场景是非常有必要的，因为一旦上下文切换出现性能问题，它们就是幕后杀手。 线程上下文切换 线程和进程最大的区别在于，线程是任务调度的基本单位，而进程是资源获取的基本单位。...此外，线程也有自己的私有数据，比如栈和寄存器，在上下文切换时也需要保存。 这样，线程的上下文切换其实可以分为两种情况： 首先，前后两个线程属于不同的进程。...高优先级进程导致当前进度挂起 硬件中断，导致当前进程挂起 小结 CPU上下文切换，是保证Linux系统正常工作的核心功能之一，一般情况下不需要我们特别关注。
上下文切换（有时也称做进程切换或任务切换）是指 CPU 从一个进程（或线程）切换到另一个进程（或线程）。上下文是指某一时间点 CPU 寄存器和程序计数器的内容。...举例说明 线程A - B 1.先挂起线程A，将其在cpu中的状态保存在内存中。 2.在内存中检索下一个线程B的上下文并将其在 CPU 的寄存器中恢复,执行B线程。...3.当B执行完，根据程序计数器中指向的位置恢复线程A。 CPU通过为每个线程分配CPU时间片来实现多线程机制。CPU通过时间片分配算法来循环执行任务，当前任务执行一个时间片后会切换到下一个任务。...所以任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。 上下文切换通常是计算密集型的，意味着此操作会消耗大量的 CPU 时间，故线程也不是越多越好。...如何减少系统中上下文切换次数，是提升多线程性能的一个重点课题。
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....程序员需要合理地使用这些机制来避免数据竞争和死锁等问题，保证线程执行的正确性和连续性。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。
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...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。...先看一段linux2.6.18版本还使用O(1)调度算法的schedule函数代码： /* * schedule() is the main scheduler function. */ asmlinkage
上下文切换 即，不同线程之间的切换。 是存储和恢愎CPU 状态的过程，它使得线程执行能够从中断恢愎执行。 上下文切换是需要开销的。...线程切换只在多核 CPU 中才有 并不是，线程切换是CPU的功能，单核 CPU 也可以进行上下文切换。 CPU 执行线程的粒度是通过给分个线程分配时间切片来实现的。...查看上下文切换 在linux下，使用vmstat 进行查看： 执行: vmstat 10 10 查看一下结果： procs -----------memory---------- ---swap-- -...既然上下文切换会导致额外的开销，因此减少上下文切换次数便可以提高多线程程序的运行效率。...减少上下文切换的方法有： 无锁并发编程 CAS算法 使用最少线程和使用协程 协程，go 当中使用
第一时间看干货文章 1 CPU 上下文切换是保证 Linux 系统正常运行的核心功能。可分为进程上下文切换、线程上下文切换和中断上下文切换。...我们将使用 sysbench (https://github.com/akopytov/sysbenc)，一个多线程的基准测试工具通过生成负载来模拟上下文切换过多的问题。...假设您已经在 Linux 系统上安装了 sysbench 和 sysstat。...但上下文切换来自其他进程，包括非自愿上下文切换频率最高的 pidstat，以及自愿上下文切换频率最高的内核线程 kworker 和 sshd。...注意：默认情况下 pidstat 只显示进程的上下文切换，如果要查看实际线程的上下文切换，请添加 -t 选项。
我们都知道 Linux 是一个多任务操作系统，它支持的任务同时运行的数量远远大于 CPU 的数量。...进程上下文切换 Linux 按照特权级别将进程的运行空间划分为内核空间和用户空间，分别对应下图中 Ring 0 和 Ring 3 的 CPU 特权级别的 。...了解这些场景是非常有必要的，因为一旦上下文切换出现性能问题，它们就是幕后杀手。 线程上下文切换 线程和进程最大的区别在于，线程是任务调度的基本单位，而进程是资源获取的基本单位。...此外，线程也有自己的私有数据，比如栈和寄存器，在上下文切换时也需要保存。 这样，线程的上下文切换其实可以分为两种情况： 首先，前后两个线程属于不同的进程。...小结 CPU上下文切换，是保证Linux系统正常工作的核心功能之一，一般情况下不需要我们特别关注。
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?...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。...2.2 线程上下文切换 线程与进程的最大区别在于，线程是调度的基本单位，而进程则是资源分配的基本单位。在内核中的任务调度，实际上调度的是进程，而进程只是给线程提供了虚拟内存，全局变量等资源。...当进程有多个线程的时候，这些线程会共享相统的虚拟内存和全局变量，这些资源在进行切换的时候不需要更换。 因此，线程的上下文切换可以分为两种情况： 前后两个线程属于不同的进程，此时等价于进程切换。...前后两个线程属于同一个线程，由于虚拟内存等资源共享，那么，只需要切换线程的私有数据寄存器等不共享的数据。 不难发现，线程相对于进程，在上下文切换中，消耗的资源更少，这也是线程的优势。
然而，当多条线程同时运行时，操作系统需要对线程进行上下文切换的操作来保证每个线程都能获得足够的CPU时间片以及所需的资源。下面将会详细讲解Java中多线程所涉及的上下文切换的相关知识点。...1、概念：上下文切换是指在多线程环境下，当一个正在运行的线程被其它线程抢占了 CPU 资源时，这个正在运行的线程就必须先把当前上下文信息（包括 CPU 寄存器值、程序计数器、虚拟内存映射表等）保存到内存中...4、减少上下文切换次数的方法： （1）限制线程的数量：因为线程越多，CPU 分配越困难，从而导致更多的上下文切换处理； （2）避免饥饿情况的发生：在某些情况下，部分线程可能会因为优先级太低等原因长时间地得不到执行机会...（Coroutine）可以将原本需要大量依赖 CPU 调度的线程切换动作转化为基于状态迁移转移的方式，在一定程度上减少上下文切换操作。...总之，在 Java 中，上下文切换是指在多线程环境下，当一个正在运行的线程被其它线程抢占了CPU资源时，这个正在运行的线程就必须先把当前上下文信息保存到内存中，然后就轮到另一个线程执行了。
在并发程序中，关于线程数设置大小的说法： 线程数量设置太小，可能会导致程序不能充分利用好系统资源。 线程数量设置太大，可能会带来资源的过度竞争，导致上下文切换给系统带来额外的开销。 何为上下文切换？...这种一个线程被暂停，一个线程包选中开始执行的过程就叫做上下文切换。 和CPU寄存器、程序计数器的关系 上下文切换包含了寄存器的存储和程序计数器存储的指令内容。...上下文切换分类 进程之间的上下文切换。 线程之间的上下文切换（本文重点）。 什么场景会导致线程的上下文切换？ 导致线程上下文切换的有两种类型： ?...自发性上下文切换是指线程由 Java 程序调用导致切出，在多线程编程中，执行调用上图中的方法或关键字，常常就会引发自发性上下文切换。 非自发性上下文切换指线程由于调度器的原因被迫切出。...，比如，大量进程都在争夺CPU而发生非自愿上下文切换 总结 上下文切换就是一个工作的线程被另外一个线程暂停，另外一个线程占用了处理器开始执行任务的过程。
根据任务的不同，CPU上下文切换可以分几种不同场景: 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 Linux分为内核空间和用户空间： ?...线程上下文切换 线程和进程的最大区别在于，线程是调度的基本单位，而进程则是资源拥有的基本单位，说白了，内核中的任务调度，调度的对象就是线程，而进程给线程提供虚拟内存、全局变量等资源。...进程与线程的比较: 当进程只有一个线程的时候，进程就等于线程 当进程由多个线程的时候，这些线程会共享相同的虚拟内存与全局变量等资源，这些在上下文切换的时候不需要修改 线程也是有私有数据的，这些数据在上下文切换的时候是需要保存的...重新安排中断是Linux内核唤醒空闲CPU核心以在其上安排线程的方法.在SMP系统上,这通常由调度程序完成,以便将负载分散到多个CPU核心 Function call interrupts:: software-interrupts...总结： sysbench是一款开源的多线程性能测试工具，可以执行CPU/内存/线程/IO/数据库等方面的性能测试 自愿上下文切换变多，说明进程在等待资源，可能I/O等其他问题 非自愿上下文切换变多
1 我们都知道 Linux 是一个多任务操作系统，它支持的任务同时运行的数量远远大于 CPU 的数量。...进程上下文切换 Linux 按照特权级别将进程的运行空间划分为内核空间和用户空间，分别对应下图中 Ring 0 和 Ring 3 的 CPU 特权级别的 。...了解这些场景是非常有必要的，因为一旦上下文切换出现性能问题，它们就是幕后杀手。 线程上下文切换 线程和进程最大的区别在于，线程是任务调度的基本单位，而进程是资源获取的基本单位。...这样，线程的上下文切换其实可以分为两种情况： 首先，前后两个线程属于不同的进程。此时，由于资源不共享，切换过程与进程上下文切换相同。 其次，前后两个线程属于同一个进程。...小结 CPU 上下文切换，是保证 Linux 系统正常工作的核心功能之一，一般情况下不需要我们特别关注。
作者简介 韩传华，就职于南京大鱼半导体有限公司，主要从事linux相关系统软件开发工作，负责Soc芯片BringUp及系统软件开发，乐于分享喜欢学习，喜欢专研Linux内核源代码。...本文主要关注进程管理的一个切入点，那就是进程的上下文切换，来理解linux内核是如何进程进程上下文切换的，从而揭开上下文切换的神秘面纱。...实际上linux内核中，进程上下文包括进程的虚拟地址空间和硬件上下文。...如下为硬件上下文切换示例图： ?...->同一个线程组中的线程之间切换不需要切换地址空间，因为他们共享相同的地址空间。 -> 内核线程在上下文切换的时候不需要切换地址空间，仅仅是借用上一个进程mm_struct结构。
如何理解Linux的上下文切换 Linux 是一个多任务操作系统，它支持同时运行的任务数量远大于 CPU 个数。...进程上下文切换 1、用户空间与内核空间 Linux 按照特权等级，把进程的运行空间分为内核空间和用户空间，分别对应着 CPU 特权等级的 Ring 0 和 Ring 3。...对于线程和进程我们可以这么理解： 当进程只有一个线程时，可以认为进程就等于线程 当进程拥有多个线程时，这些线程会共享相同的虚拟内存和全局变量等资源。这些资源在上下文切换时是不需要修改的。...另外线程也有自己的私有数据，比如栈和寄存器等，这些在上下文切换时也时需要保存的。 其实线程的上下文切换可以分为两种情况： 前后两个线程属于不同进程。...概念小结 总结一下，不管是哪种场景导致的上下文切换，你都应该知道： CPU 上下文切换是保证 Linux 系统正常工作的核心功能之一，一般情况下我们无需特别关注。
写在前面 博文内容为 Linux 性能指标 CPU 上下文切换认知 内容涉及： 上下文认知，发生上下文切换的场景有哪些 上下文指标信息查看，内核上下文切换事件跟踪，系统上下文切换统计 上下文异常场景分析...Linux内核就要不断地在不同的进程间切换。这种不同进程间的切换称为上下文切换 上下文切换时, CPU要保存旧进程的所有上下文信息,并取出新进程的所有上下文信息。...只有进程会发生上下文切换么？ 实际上不仅进程会发生CPU上下文切换，线程,协程和中断也会发生CPU上下文切换。...当进程拥有多个线程时，这些线程会共享相同的虚拟内存和全局变量等资源。这些资源在上下文切换时是不涉及的。 线程也有自己的私有数据，比如栈和寄存器等，这些在上下文切换时也是需要保存的。...当协程执行系统调用时，会涉及到从用户态切换到内核态 实际的协程上下文切换分为: 多个线程的不同协程上下文切换 多个进程的不同协程上下文切换 协程的上下文切换开销远小于线程，因为: 线程切换涉及到更多的状态信息
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