linux中引起線程切換的操作有哪些

 linux中引起線程切換的操作有哪些？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，這篇文章給出了相對(duì)應(yīng)的分析和解答，希望能幫助更多想解決這個(gè)問(wèn)題的朋友找到更加簡(jiǎn)單易行的辦法。       

linux采用一對(duì)一的線程模型，用戶線程切換與內(nèi)核線程切換之間的差別非常小。同時(shí)，如果忽略用戶主動(dòng)放棄用戶線程的執(zhí)行權(quán)（yield）帶來(lái)的開(kāi)銷，則只需要考慮內(nèi)核線程切換的開(kāi)銷。

注意，這里僅僅是為了幫助理解做出的簡(jiǎn)化。實(shí)際上，用戶線程庫(kù)在用戶線程的調(diào)度、同步等過(guò)程中做了很多工作，這部分開(kāi)銷不能忽略。

如JVM對(duì)Thread#yield()的解釋：如果底層OS不支持yield的語(yǔ)義，則JVM讓用戶線程自旋至?xí)r間片結(jié)束，線程被動(dòng)切換，以達(dá)到相似的效果。

什么引起線程切換

時(shí)間片輪轉(zhuǎn)

線程阻塞

線程主動(dòng)放棄時(shí)間片

直接開(kāi)銷

直接開(kāi)銷是線程切換本身引起的，無(wú)可避免，必然發(fā)生。

用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)的切換

線程切換只能在內(nèi)核態(tài)完成，如果當(dāng)前用戶處于用戶態(tài)，則必然引起用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)的切換。（<font color="red">“用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)的切換”具體帶來(lái)什么成本</font>）

上下文切換

前面說(shuō)線程（或者叫做進(jìn)程都隨意）信息需要用一個(gè)task_struct保存，線程切換時(shí)，必然需要將舊線程的task_struct從內(nèi)核切出，將新線程的切入，帶來(lái)上下文切換。除此之外，還需要切換寄存器、程序計(jì)數(shù)器、線程棧（包括操作棧、數(shù)據(jù)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，如果根據(jù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度，則還需要維護(hù)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列。如果線程切換比較頻繁，該成本不容小覷。

間接開(kāi)銷

間接開(kāi)銷是直接開(kāi)銷的副作用，取決于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和用戶代碼實(shí)現(xiàn)。

緩存缺失

切換進(jìn)程，需要執(zhí)行新邏輯。如果二者的訪問(wèn)的地址空間不相近，則會(huì)引起緩存缺失，具體影響范圍取決于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和用戶代碼實(shí)現(xiàn)。如果系統(tǒng)的緩存較大，則能減小緩存缺失的影響；如果用戶線程訪問(wèn)數(shù)據(jù)的地址空間接近，則本身的緩存缺失率也比較低。

關(guān)于linux中引起線程切換的操作就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。