被面试问如何减少“上下文切换”，既然不知道？
metashops2020-06-17 17:26
什么是上下文切换？
上下文换指的是操作系统的核心，在CPU上对进程或者线程进行切换的意思。上下文切换过程中的信息被保存在进程控制块中的。
理解上下文切换
首先，大家不管在单核或多核处理器都支持多线程执行代码，然后CPU通过给每个线程分配CPU时间片来实现这个过程的。什么是时间片，时间片是CPU分配给各个线程的时间，时间片非常短。所以我们是平还是感觉不到，CPU不停切换线程执行，时间片一般就是几十毫秒，就那么一瞬间。
如何减少上下文切换
减少“上下文切换”常用有这种方法：无锁并发编程、CAS算法、使用最少线程和使用协程。
无锁并发编程：就是多线程竞争锁时，会引起上下文切换，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。 CAS算法：Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据，就是它在没有锁的状态下，可以保证多个线程对一个值的更新。使用最少线程：避免创建不需要的线程。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。
上下文切换的消耗
上下文切换，它是需要相当可观的处理器时间的。当在每秒几十上百次的切换中，每次切换都需要纳秒量级的时间，所以时间是非常短，很多时候，我们是观察不到 变化的。因此，对于上下文切换，会给系统带来的是消耗大量的CPU时间。
上下文切换带来的问题
除了进程需要上下文切换，其实还有一种上下文切换，那就是操作系统检测到中断、异常、系统调用时发生的，以及包括IO设备引起的中断，应用程序主动发起系统调用(如文件读写)等等。如果操作系统检测到中断异常系统调用的信号后，会通过中断向量表找到对应的处理程序，然后切换成处理程序进程，处理完成后再切换回来。
其实在系统调用时候，可能还会有用户态到内核态的切换，这个过程更加为复杂。在普通上下文，它会的开销比普通上下文切换代价更大了。
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