>#CPU上下文切换 [TOC] tn>**（0）** CPU寄存器，是内置的容量小、但速度极快的内存。而程序计数器，再则是用来存储CPU正在执行的指令位置、或者即将执行的下一条指令。它们都是CPU在运行任何任务前，必须的依赖环境，因此也被叫做CPU上下文。 **（1）**多任务竞争CPU，cpu变换让我的时候进行CPU上下文切换（context switch）。CPU执行任务有3种方式：进程、线程或者硬件通过触发信号导致中断的调用。 **（2）**当切换任务的时候，需要记录任务当前的状态和获取下一任务的信息和地址（指针），这就是上下文的内容。因此，上下文是指某一时间点CPU寄存器（CPU register）和程序计数器（PC）的内容，广义上还包括内存中进程的虚拟地址映射信息。 **（3）**上下文切换的过程： 1.记录当前任务的上下文（即寄存器与计算器等所有的状态） 2.找到新任务的上下文并加载 3.切换到新任务的程序计算器位置，恢复其任务。 **（4）**根据任务的执行形式，相应的上下文切换，有进程上下文切换、线程上下文切换、以及中断上下文切换三类。 **（5）**进程和线程的区别： 进程是资源分配和执行的基本单位；线程是任务调度和运行的基本单位。线程没有资源，进程给指针提供虚拟内存、栈、变量等共享资源，而线程可以共享进程的资源。 进程的上下文切换：是指从一个进程切换到另一个进程。 ------------ tn>1.进程运行态为内核运行态和进程运行态。内核空间态资源包括内核的堆栈、寄存器等；用户空间态资源包括虚拟内存、栈、变量、正文等共享资源，而线程可以共享进程的资源。   2.系统调用（软中断）在内核态完成的，进程的切换只能发生在内核态。所以，进程的上下文不仅包括了用户空间的资源，也包括内核空间资源。 3.进程是由内核来管理和调度的，进程的切换只能发生在内核态。所以，进程的上下文不仅包括了用户空间的资源，也包括了内核空间资源。 >4.进程的上下文切换过程： - a.接收到切换信号，挂起进程，记录当前进程的虚拟内存、栈等资源存储； - b.将这个进程在CPU中的状态存储起来； - c.然后在内存中检索下一个进程的上下文 - d.并将其加载到CPU的寄存器中恢复； - e.还需要刷新用户的虚拟内存与用户栈 - f.最后跳转到程序计数器所指向的位置（即跳转到进程被中断时的代码行）  >5.具体如何触发进程上下文切换的场景，可以通过下面几个点进行触发： - 根据调度策略，将CPU时间划片为对应的时间片，当时间片耗尽，当前进程必须挂起。 - 资源不足，在获取到足够资源之前进程挂起。 - 进程sleep挂起进程。 - 高优先级进程导致当前进度挂起 - 硬件中断，导致当前进程挂起 线程上下文切换 ------------ >- 不通过进程之间的线程上下文切换，其过程和进程上下文切换大致相同。 - 进程内部的线程上下文切换。不需要切换进程的用户资源，只需要切换线程私有的数据和寄存器等。这会比进程上下文进程切换消耗的资源少，所以多线程比多进程的更有优势。 中断上下文切换 ------------ >快速响应硬件的事件，中断处理会打断进程正常的调度与执行，同一CPU内硬件中断优先级高于进程，切换过程类似于系统调用的时候，不涉及到用户运行态资源。但大量的中断上下文切换同样可能引发性能问题。 其他 ------------ >（1）系统调用属于同进程内的CPU上下文切换； （2）分别是CPU用来存储指令和下一条要执行指令的寄存器