linux 线程切换，Linux怎么学

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Linux 进程、线程以及中断上下文切换

CPU寄存器和程序计数器是构成 CPU上下文的关键元素，它们是运行任何任务前必备的依赖环境，因此被称作 CPU上下文。CPU上下文切换的过程包括保存前一个任务的上下文，加载新任务的上下文，并跳转到新任务的执行位置。

根据任务的不同，CPU的上下文切换可分为三个场景：进程上下文切换、线程上下文切换和中断上下文切换。

在进程上下文切换中，Linux按照特权等级将进程的运行空间分为内核空间和用户空间，进程在用户空间运行时，称为进程的用户态；在内核空间运行时，称为进程的内核态。从用户态到内核态的转变需要通过系统调用完成，这过程中会发生两次 CPU上下文切换。

系统调用过程中，CPU的上下文切换是特权模式切换，而不是上下文切换。系统调用过程不会涉及虚拟内存等进程用户态资源，不会切换进程。这与通常所说的进程上下文切换不同。

进程在运行时会被调度到 CPU上运行，这种情况下的上下文切换是指从一个进程切换到另一个进程运行。除了虚拟内存、栈、全局变量等用户空间资源，进程的上下文还包含内核堆栈、寄存器等内核空间状态。

线程与进程的主要区别在于线程是调度的基本单位，而进程是资源拥有的基本单位。同进程内的线程切换消耗资源较少，这是多线程相比多进程的优势。

中断上下文切换是为了快速响应硬件事件，打断进程的正常调度和执行，转而调用中断处理程序。中断上下文切换不涉及进程的用户态，因此不需要保存和恢复虚拟内存、全局变量等用户态资源。

了解系统的上下文切换情况可以通过工具如 vmstat来查看，主要关注空闲物理内存、设备缓冲、缓存、系统 CPU使用率、用户 CPU使用率、等待 I/O CPU时间等指标。通过这些数据，可以分析系统是否存在性能问题，比如上下文切换过多导致系统 CPU使用率升高，影响了系统整体性能。

linux线程是如何进行切换的

进程调度与切换是操作系统核心功能之一，涉及进程管理、上下文切换、中断处理、栈操作与系统调用等知识，理解进程切换需要掌握多个知识点。以三个内核线程为例，当系统时钟中断发生时，中断处理函数会检查是否有进程需要调度。若0号线程先运行，那么接下来会发生什么？这问题涉及调度机制、中断、内核抢占、新进程调度与上下文切换。

在不支持内核抢占的Linux内核中，即使0号线程需要调度，内核不会立即调度线程1或线程2。只有在用户态中断或系统调用后检查是否需要调度。反之，在支持内核抢占的Linux内核中，中断返回时会检查当前进程是否需要调度。若需要，调度器将选择下一个进程，并进行上下文切换。

内核线程创建时会设置PC寄存器与SP寄存器，PC指向ret_from_fork汇编函数，SP指向pt_regs栈框。ARM64处理器操作具体为设置PC寄存器为ret_from_fork，SP寄存器指向pt_regs栈框。

Linux内核的时钟系统包含硬件与运行机制。硬件由RTC与OS时钟组成，OS时钟由定时/计数芯片产生，用于操作系统控制时间。时钟中断在每次时钟滴答后执行，负责处理时间信息与调度决策。中断与调度流程在支持内核抢占的Linux内核中略有不同，中断返回时检查是否需要调度，选择下一个进程并执行。

Linux的调度程序旨在合理分配系统资源，包括CPU、内存、文件与打印机等。调度算法选择需要综合考虑进程的运行时间、优先级、实时性与紧迫性。进程调度时机与依据包括当前进程状态、nice值、counter与实时性因素。调度程序运行时，依据进程的权值选择值得运行的进程。

Linux中调度程序是一个核心函数，如schedule()，根据进程权值决定进程执行。在多处理器系统（SMP）中，除了计算加权平均运行时间外，其他SMP相关部分主要由goodness()函数体现。

内核线程在创建时进行特定设置与保存，用于上下文切换与中断处理。调度程序选择进程时，考虑进程的状态、nice值、counter与实时性因素，依据权值决定进程运行。Linux内核中的时间单位是时钟滴答，用于衡量进程运行时间与调度决策。

linux线程优先级数字越大越高

linux内核线程怎么设置优先级？

Linux内核的三种调度策略：

1，SCHED_OTHER分时调度策略，

2，SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务。一旦占用cpu则一直运行。一直运行直到有更高优先级任务到达或自己放弃

3，SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转。当进程的时间片用完，系统将重新分配时间片，并置于就绪队列尾。放在队列尾保证了所有具有相同优先级的RR任务的调度公平Linux线程优先级设置首先，可以通过以下两个函数来获得线程可以设置的最高和最低优先级，函数中的策略即上述三种策略的宏定义：intsched_get_priority_max(intpolicy);intsched_get_priority_min(intpolicy);SCHED_OTHER是不支持优先级使用的，而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用，他们分别为1和99，数值越大优先级越高。设置和获取优先级通过以下两个函数：intpthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t*attr,conststructsched_param*param);intpthread_attr_getschedparam(constpthread_attr_t*attr,structsched_param*param);例如以下代码创建了一个优先级为10的线程：structsched_param{int__sched_priority;//所要设定的线程优先级};例：创建优先级为10的线程pthread_attr_tattr;structsched_paramparam;pthread_attr_init(attr);pthread_attr_setschedpolicy(attr,SCHED_RR);param.sched_priority=10;pthread_attr_setschedparam(attr,?m);pthread_create(xxx,attr,xxx,xxx);pthread_attr_destroy(attr);

cpu多线程和jvm多线程？

一cpu个数、核数、线程数的关系

cpu个数：是指物理上，也及硬件上的核心数；

核数：是逻辑上的，简单理解为逻辑上模拟出的核心数；一个CPU核心数模拟出2线程的CPU

线程数：是同一时刻设备能并行执行的程序个数，线程数=cpu个数*核数，及程数=cpu个数（2）*核数（2）=4

Windows:wmic然后物理CPU数“cpugetNumberOfCores”,CPU核心数“cpugetNumberOfLogicalProcessors”

Linux:

查看CPU个数cat/proc/cpuinfo|grepphysicalid|sort|uniq|wc-l

查看核数cat/proc/cpuinfo|grepcpucores|uniq

二cpu线程数和Java多线程

(1)线程是CPU级别的，单个线程同时只能在单个cpu线程中执行

(2)Java多线程并不是由于cpu线程数为多个才称为多线程，当Java线程数大于cpu线程数，操作系统使用时间片机制，采用线程调度算法，频繁的进行线程切换。

(3)线程是操作系统最小的调度单位，进程是资源（比如：内存）分配的最小单位

(4)Java中的所有线程在JVM进程中,CPU调度的是进程中的线程

线程的调度是指按照特定的机制为多个线程分配CPU的使用权。有两种调度模型：分时调度模型和抢占式调度模型

分时调度模型是指让所有线程轮流获得CPU的使用权，并且平均分配每个线程占用CPU的时间片。

Java虚拟机采用抢占式调度模型，是指优先让可运行池中处于就绪态的线程中优先级高的占用CPU,如果可运行池中线程的优先级相同，那么就随机选择一个线程，使其占用CPU，处于运行状态的线程会一直执行，直至它不得不放弃CPU，一个线程会因为以下原因放弃CPU:

(1)Java虚拟机让当前线程暂时放弃CPU，转到就绪态，使其他线程获得运行机会

(2)当前线程因为某些原因而处于阻塞状态

(3)线程运行结束

Java线程让步：

3.Thread.yield()方法

就是说当一个线程使用了这个方法之后，它就会把自己CPU执行的时间让掉，让自己或者其它的线程运行，注意是让自己或者其他线程运行（根据CPU的调度），并不是单纯的让给其他线程。

4.等待其他线程结束:join()

当前运行的线程可以调用另一个线程的join()方法,当前运行的线程将转到阻塞状态，直至另一个线程运行结束，它才会恢复运行(阻塞恢复到就绪)

什么是线程调度器(ThreadScheduler)和时间分片(TimeSlicing)？

线程调度器是一个操作系统服务，它负责为Runnable状态的线程分配CPU时间。一旦创建一个线程并启动它，它的执行便依赖于线程调度器的实现。

时间分片是指将可用的CPU时间分配给可用的Runnable线程的过程。分配CPU时间可以基于线程优先级或者线程等待的时间。

线程调度并不受到Java虚拟机控制，所以由应用程序来控制它是更好的选择（也就是说不要让的程序依赖于线程的优先级）。

rtos和linux区别？

区别就是两者意思是不一样具体的不同如下

rtos是实时操作系统

RTOS(Real-TimeOperatingSystem),实时操作系统。

Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统。目前存在着许多不同的Linux,但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中,从手机、平板电脑、路由器和视频游戏控制台,到台式计算机、大型机