上下文切换

即，不同线程之间的切换。
是存储和恢愎CPU 状态的过程，它使得线程执行能够从中断恢愎执行。
上下文切换是需要开销的。

线程切换只在多核 CPU 中才有

并不是，线程切换是CPU的功能，单核 CPU 也可以进行上下文切换。
CPU 执行线程的粒度是通过给分个线程分配时间切片来实现的。在单核时代，一个系统也会开很多程序，每个程序都会等待CPU来执行并不会等会某一个线程执行完毕。
比如单核时代玩 CS，可以边玩游戏边听千千静听。

CPU 通过切换时间分片来执行任务，切换前都会保存上一次任务的状态，这样下次再切回来的时候，可以继续执行当前这个状态。
这种保存再切换回来的操作，就是一次上下文切换。

查看上下文切换

在linux下，使用vmstat 进行查看：

执行:

shell
1
vmstat 10 10

查看一下结果：

Code
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procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
16  0      0 221468  41628 19576852    0    0   328   145    0    0  1  0 99  0  0
 0  2      0 222260  41748 19564900    0    0 292478 15765 14014 14467  5  1 84 10  0
 1  1      0 266040  41764 19512824    0    0 289173 18031 16546 11848  7  1 83  9  0
 3  0      0 230408  41636 19525744    0    0 293228 13974 16831 12866  6  1 83 10  0
 0  1      0 235068  41636 19497308    0    0 289227 17846 17284 13136  6  1 83 10  0
 0  2      0 247768  41536 19484392    0    0 297066 10654 16103 12549  3  1 85 11  0
 1  3      0 222212  41776 19476168    0    0 285245 22050 17815 13645  5  1 83 11  0
 0  1      0 225332  41584 19473580    0    0 295298 11009 15639 15600  3  1 82 15  0
 0  8      0 221040  40884 19477252    0    0 304033  5120 13754 13055  2  1 86 12  0
 1  1      0 227988  40440 19432700    0    0 296429  9154 15598 16809  4  1 82 13  0

如何减少上下文切换

既然上下文切换会导致额外的开销，因此减少上下文切换次数便可以提高多线程程序的运行效率。

减少上下文切换的方法有：

  1. 无锁并发编程
  2. CAS算法
  3. 使用最少线程和使用协程
  4. 协程，go 当中使用