1.什么是上下文巷懈？
任務(wù)中的CPU寄存器，程序計(jì)數(shù)器都是上下文慌洪，可以理解為任務(wù)執(zhí)行的依賴環(huán)境顶燕。
寄存器：訪問速度極快、容量很小的內(nèi)存蒋譬。
程序計(jì)數(shù)器：記錄當(dāng)前執(zhí)行的指令位置或下一個(gè)將要執(zhí)行的指令位置割岛。
2.什么是上下文切換？
上下文切換是指保存前一個(gè)任務(wù)的寄存器和程序計(jì)數(shù)器犯助，加載下一個(gè)任務(wù)的寄存器和程序計(jì)數(shù)器，并從程序計(jì)數(shù)器指定的位置運(yùn)行新任務(wù)维咸。
3.上下文切換分類剂买？
linux將任務(wù)分為進(jìn)程、線程癌蓖、中斷這幾類瞬哼。因此對(duì)應(yīng)的上下文切換也分為：進(jìn)程上下文切換，線程上下文切換租副，中斷上下文切換坐慰。
進(jìn)程上下文切換：linux按照特權(quán)等級(jí)，把進(jìn)程的運(yùn)行空間分為用戶空間（ring3）和內(nèi)核空間（ring0）用僧，運(yùn)行在用戶空間稱之用戶態(tài)结胀，運(yùn)行在內(nèi)核空間稱為內(nèi)核態(tài)。ring0權(quán)限最高可以訪問所有資源责循，而ring3只能訪問受限的資源糟港。用戶態(tài)通過系統(tǒng)調(diào)用才可以陷入到內(nèi)核態(tài)，需要注意的是院仿，進(jìn)程的上下文切換只能在內(nèi)核態(tài)完成秸抚。一次系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)兩次CPU上下文切換，系統(tǒng)調(diào)用不同于進(jìn)程上下文切換歹垫，系統(tǒng)調(diào)用在同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)進(jìn)行剥汤，而進(jìn)程上下文切換是在多個(gè)進(jìn)程之間進(jìn)行。除此之外排惨，進(jìn)程上下文切換需要加載和保存的數(shù)據(jù)(虛擬內(nèi)存吭敢，棧等等)比系統(tǒng)調(diào)用要多。
線程上下文切換：如果一個(gè)進(jìn)程只有一個(gè)線程若贮，可以把線程看成進(jìn)程省有。我們知道：線程是操作系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度和分配的基本單元痒留，而進(jìn)程是進(jìn)行資源分配的基本單元。同一個(gè)進(jìn)程中的多線程共享虛擬內(nèi)存蠢沿，全局變量等伸头，因此線程的上下文切換不需要切換共用的資源如全局變量等。只需要切換線程私有的數(shù)據(jù)舷蟀，如棧等恤磷。也就是說同一個(gè)進(jìn)程的多線程上下文切換開銷要小于多進(jìn)程上下文切換；這也就是為什么使用多線程的原因之一野宜。當(dāng)然扫步，不同進(jìn)程之間的線程上下文切換可以看成是進(jìn)程上下文切換。
中斷上下文切換：硬件觸發(fā)中斷信號(hào)匈子，導(dǎo)致中斷處理程序被調(diào)用河胎；需要注意的是，中斷上下文切換由內(nèi)核態(tài)完成虎敦，因此在同一CPU內(nèi)游岳，其優(yōu)先級(jí)要高于另外兩個(gè)；另外其徙，中斷程序的處理速度非撑咂龋快以免影響其他任務(wù)的運(yùn)行。
4.什么時(shí)候會(huì)引起上下文切換唾那？
4.1.一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成访锻，另外一個(gè)任務(wù)被調(diào)度執(zhí)行。
4.2.進(jìn)程運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)資源不足時(shí)闹获，需要掛起當(dāng)前任務(wù)期犬。
4.3.調(diào)用sleep使任務(wù)休眠。
4.4.更高優(yōu)先級(jí)任務(wù)需要執(zhí)行昌罩。
5.為什么頻繁上下文切換引起平均負(fù)載升高哭懈？
因?yàn)镃PU會(huì)把大量的時(shí)間浪費(fèi)在虛擬內(nèi)存，內(nèi)核棧茎用，寄存器數(shù)據(jù)的恢復(fù)和保存上遣总，導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能大幅度下降。
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