在Linux中導(dǎo)致線程切換的操作是什么
發(fā)布時間：2020-06-16 點擊數(shù)：24806
在Linux中導(dǎo)致線程切換的操作是什么？針對此問題，本文提供了相應(yīng)的分析和答案，希望可以幫助更多希望解決此問題的朋友找到一種更簡單的方法。
Linux使用一對一線程模型，用戶線程切換和內(nèi)核線程切換之間的差異很小。同時，如果您忽略了放棄用戶線程執(zhí)行權(quán)的用戶成本（收益），則只需考慮內(nèi)核線程切換的成本。
注意，這只是為了簡化理解。實際上，用戶線程庫在用戶線程的調(diào)度和同步中做了很多工作，這部分開銷不可忽略。
如JVM在Thread＃yield（）上所解釋的：如果底層OS不支持yield的語義，則JVM允許用戶線程旋轉(zhuǎn)到時間片的末尾，并且該線程被動切換以實現(xiàn)類似的效果。
是什么導(dǎo)致線程切換
時間片旋轉(zhuǎn)
線程阻塞
線程主動放棄時間片
直接開銷
直接開銷是由線程切換本身引起的，這是不可避免的，并且不可避免地會發(fā)生。
在用戶模式和內(nèi)核模式之間切換
線程切換只能在內(nèi)核狀態(tài)下進行。如果當前用戶處于用戶狀態(tài)，將不可避免地導(dǎo)致用戶狀態(tài)和內(nèi)核狀態(tài)之間的切換。 （<font color =“ red”>“在用戶模式和內(nèi)核模式之間切換”的費用是多少？</ font>）
上下文切換
如前所述，線程（或進程是任意的）信息需要使用task_struct保存。切換線程時，必須從內(nèi)核中切出舊線程的task_struct，并切入新線程以進行上下文切換。另外，您還需要切換寄存器，程序計數(shù)器，線程堆棧（包括操作堆棧，數(shù)據(jù)堆棧）等。
線程調(diào)度算法
線程調(diào)度算法需要管理線程的狀態(tài)，等待條件等。如果調(diào)度基于優(yōu)先級，則還需要維護優(yōu)先級隊列。如果線程頻繁切換，則不應(yīng)低估成本。
高架
間接開銷是直接開銷的副作用，并且取決于系統(tǒng)實現(xiàn)和用戶代碼實現(xiàn)。
快取未命中
要切換進程，需要執(zhí)行新的邏輯。如果兩者訪問的地址空間不相似，將導(dǎo)致高速緩存未命中，具體影響取決于系統(tǒng)實現(xiàn)和用戶代碼實現(xiàn)。如果系統(tǒng)高速緩存很大，則可以減少高速緩存未命中的影響；如果用于用戶線程訪問數(shù)據(jù)的地址空間較小，則高速緩存未命中率本身相對較低。
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