线程上下文切换
巧妙地利用了时间片轮询的方式,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,在加载下一个任务的状态后,继续服务下一个任务, 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。

进程
标准定义:进程是一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上依次动态执行的过程
。进程是一个正在执行程序的实例
,包括程序计数器
、寄存器
和程序变量的当前值
。
简单来说进程就是一个程序的执行流程,内部保存程序运行所需的资源。
在操作系统中可以有多个进程在运行,可对于CPU来说,同一时刻,一个CPU只能运行一个进程,但在某一时间段内,CPU将这一时间段拆分成更短的时间片,CPU不停的在各个进程间游走,这就给人一种并行的错觉,像CPU可以同时运行多个进程一样,这就是伪并行.
上下文
是指某一时间点CPU寄存器和程序计数器的内容
。
寄存器
寄存器是 CPU 内部的数量较少但速度很快的内存(与之对应的是 CPU 外部相对较慢的 RAM 主内存)。寄存器通过对常用值(通常是运算的中间值)的快速访问来提高计算机程序运行的速度。
程序计数器
是一个专用的寄存器,用于表明指令序列中 CPU 正在执行的位置
,存的值为正在执行的指令的位置或者下一个将要被执行的指令的位置,具体依赖于特定的系统。
PCB - “切换帧”
上下文切换可以认为是内核(操作系统的核心)在 CPU 上对于进程(包括线程)进行切换,上下文切换过程中的信息是保存在进程控制块(PCB,process control block)中的。 PCB 还经常被称作“切换帧”(switch frame),进程控制块信息会一直保存到 CPU 的内存中,直到他们被再次使用。
上下文切换的活动
挂起一个进程,将这个进程在 CPU 中的状态(上下文)存储于内存中的某处;
在内存中检索下一个进程的上下文并将其在 CPU 的寄存器中恢复;
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),将该进程在程序中恢复。
引起线程上下文切换的原因
当前执行任务的时间片用完之后,系统 CPU 正常调度下一个任务;
当前执行任务碰到了 IO 阻塞,调度器将此任务挂起,继续下一个任务;
多个任务抢占锁资源,当前任务没有抢到锁资源,被调度器挂起,继续下一个任务;
用户代码挂起当前任务,让出 CPU 时间;
硬件中断。