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linux環境下,哪些操作有可能會引起執行緒切換

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(*-*)浩原創
2019-12-19 09:20:033689瀏覽

linux環境下,哪些操作有可能會引起執行緒切換

linux採用一對一的執行緒模型,使用者執行緒切換與核心執行緒切換之間的差異非常小。同時,如果忽略使用者主動放棄使用者執行緒的執行權(yield)所帶來的開銷,則只需要考慮核心執行緒切換的開銷。                           (建議學習:linux教學

注意,這裡只是為了幫助理解所做的簡化。實際上,使用者執行緒庫在使用者執行緒的調度、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不支援yield的語義,則JVM讓使用者執行緒自旋至時間片結束,執行緒被動切換,以達到相似的效果。

什麼引起執行緒切換

時間片輪轉

#執行緒阻塞

執行緒主動放棄時間片

直接開銷

直接開銷是線程切換本身引起的,無可避免,必然發生。

使用者態與核心態的切換

執行緒切換只能在​​核心狀態完成,如果目前使用者處於使用者狀態,則必然會造成使用者狀態與核心態的切換。 (「用戶態與核心態的切換」具體帶來什麼成本???

上下文切換

前面說線程(或叫做行程都隨意)資訊需要用一個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,還需要切換暫存器、程式計數器、執行緒棧(包括操作棧、資料棧)等。

執行緒調度演算法

執行緒調度演算法需要管理執行緒的狀態、等待條件等,如果根據優先權調度,則還需要維護優先權佇列。如果線程切換比較頻繁,則該成本不容小覷。

間接開銷

間接開銷是直接開銷的副作用,取決於系統實作和使用者程式碼實作。

快取缺失

切換進程,需要執行新邏輯。如果二者的存取的位址空間不相近,則會造成快取缺失,具體影響範圍取決於系統實作和使用者程式碼實作。如果系統的快取較大,則能減少快取缺失的影響;如果使用者執行緒存取資料的位址空間接近,本身的快取缺失率也比較低。

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