一个简单的进程上下文切换开销测试实验

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索鸟 2020-12-01
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进程是操作系统的伟大发明之一,对应用程序屏蔽了CPU调度、内存管理等硬件细节,而抽象出一个进程的概念,让应用程序专心于实现自己的业务逻辑既可,而且在有限的CPU上可以“同时”进行许多个任务。但是它为用户带来方便的同时,也引入了一些额外的开销。如下图,在进程运行中间的时间里,虽然CPU也在忙于干活,但是却没有完成任何的用户工作,这就是进程机制带来的额外开销。

图1.jpg

在进程A切换到进程B的过程中,先保存A进程的上下文,以便于等A恢复运行的时候,能够知道A进程的下一条指令是啥。然后将要运行的B进程的上下文恢复到寄存器中。这个过程被称为上下文切换。上下文切换开销在进程不多、切换不频繁的应用场景下问题不大。但是现在Linux操作系统被用到了高并发的网络程序后端服务器。在单机支持成千上万个用户请求的时候,这个开销就得拿出来说道说道了。因为用户进程在请求Redis、Mysql数据等网络IO阻塞掉的时候,或者在进程时间片到了,都会引发上下文切换。

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