linux環(huán)境下,哪些操作有可能引起線程切換

linux環(huán)境下,哪些操作有可能引起線程切換

linux采用一對一的線程模型,用戶線程切換與內(nèi)核線程切換之間的差別非常小。同時,如果忽略用戶主動放棄用戶線程的執(zhí)行權(quán)(yield)帶來的開銷,則只需要考慮內(nèi)核線程切換的開銷。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(推薦學(xué)習(xí):linux教程

注意,這里僅僅是為了幫助理解做出的簡化。實際上,用戶線程庫在用戶線程的調(diào)度、同步等過程中做了很多工作,這部分開銷不能忽略。

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

什么引起線程切換

時間片輪轉(zhuǎn)

線程阻塞

線程主動放棄時間片

直接開銷

直接開銷是線程切換本身引起的,無可避免,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。(“用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)的切換”具體帶來什么成本???

上下文切換

前面說線程(或者叫做進程都隨意)信息需要用一個task_struct保存,線程切換時,必然需要將舊線程的task_struct從內(nèi)核切出,將新線程的切入,帶來上下文切換。除此之外,還需要切換寄存器、程序計數(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)先級調(diào)度,則還需要維護優(yōu)先級隊列。如果線程切換比較頻繁,該成本不容小覷。

間接開銷

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

緩存缺失

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

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THE END
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