CPU 的上下文切换实现教程

电脑教程 2021-10-06 09:53:50

电脑多任务系统往往需要同时执行多道作业。作业数往往大于机器的CPU数，然而一颗CPU同时只能执行一项任务，为了让用户感觉这些任务正在同时进行，操作系统的设计者巧妙地利用了时间片轮转的方式，CPU给每个任务都服务一定的时间，然后把当前任务的状态保存下来，在加载下一任务的状态后，继续服务下一任务。任务的状态保存及再加载，这段过程就叫做上下文切换。时间片轮转的方式使多个任务在同一颗CPU上执行变成了可能，但同时也带来了保存现场和加载现场的直接消耗。

(Note.更精确地说,上下文切换会带来直接和间接两种因素影响程序性能的消耗.直接消耗包括:CPU寄存器需要保存和加载,系统调度器的代码需要执行,TLB实例需要重新加载,CPU的pipeline需要刷掉;间接消耗指的是多核的cache之间得共享数据,间接消耗对于程序的影响要看线程工作区操作数据的大小).