到底什么是线程上下文切换？

    什么是 线程？
    什么是上下文？
    为什么要切换？

    @正是那朵玫瑰同学，我认为老师所说的耗费cpu资源指的是线程阻塞和等待进行额外的上下文切换，要理解其，先要知道上下文是什么，具体来说，一个线程被剥夺处理器的使用权而被暂停运行，就是“切出”；一个线程被选中占用处理器开始或者继续运行，就是“切入”。在这种切出切入的过程中，操作系统需要保存和恢复相应的进度信息，这个进度信息就是“上下文”了。至于系统开销具体发生在切换过程中的哪些具体环节，总结如下：

    • 操作系统保存和恢复上下文；
    • 调度器进行线程调度；
    • 处理器高速缓存重新加载；


    上下文切换也可能导致整个高速缓存区被冲刷，从而带来时间开销。以上情况过多都会耗费cpu资源，而你看到cpu资源利用率下降了是因为cpu已经做完了上下文切换，把线程的上下文保存到内存或者硬盘上去了，但是当你的线程重新唤醒，其cpu是不是又要多一次不必要的上下文切换?

    在上下文切换过程中，CPU 会停止处理当前运行的程序，并保存当前程序运行的具体位置以便之后继续运行。

    从这个角度来看，上下文切换有点像我们同时阅读几本书，在来回切换书本的同时我们需要记住每本书当前读到的页码。

    在程序中，上下文切换过程中的“页码”信息是保存在进程控制块（PCB）中的。

    PCB 还经常被称作“切换桢”（switchframe）。“页码”信息会一直保存到 CPU 的内存中，直到他们被再次使用。

    上下文切换是存储和恢复 CPU 状态的过程，它使得线程执行能够从中断点恢复执行。 上下文切换是多任务操作系统和多线程环境的基本特征。

    什么是线程的上下文切换？

    多线程执行是cpu抢占时间片的方式执行。多线程创建并切换到另一个线程的过程，称之为线程的上下文切换

    如何减少上下文切换 ** 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。

    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。Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据，而不需要加锁。

    3. 使用最少线程。避免创建不需要的线程，比如任务很少，但是创建了很多线程来处理，这 样会造成大量线程都处于等待状态

    4. 协程：在单线程里实现多任务的调度，并在单线程里维持多个任务间的切换

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    什么是线程的上下文切换

    首先要了解，就算我们的CPU是单核的，也是支持多线程运行代码的。 那么能做到这点的关键就在于 CPU 利用了时间片轮询来为每一个任务都服务一段时间。 时间片指的就是CPU分配给每一个线程的时间，同时因为时间片的时间很短，以毫秒为单位，所以即使CPU不断的切换线程运行，给我们的感知也是并行的。 而在这不断切换线程的过程中，CPU会把当前任务的状态保存下来(方便之后切换回来时能够继续执行)，然后继续服务下一个切换的线程，这种从任务的状态保存到再加载的过程就叫做线程的上下文切换。

    什么会引起线程的上下文切换

    当前线程任务正常完成，CPU调度下一个任务 硬件中断 当前任务被挂起，比如用了sleep方法，wait方法，yeild方法等，让出了CPU 当前任务执行I/O等会引起阻塞的操作，调度器会挂起这个任务，然后执行下一个任务 多个任务抢占锁资源，当前任务没抢到，就会被调度器挂起，然后调度器会执行下一个任务 ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「绅士jiejie」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_38106322/article/details/104102968

    整理于：2021年3月11日14:56:37