进程 / 线程 上下文切换的细节？

上下文切换是指操作系统将当前进程或线程的执行状态（如寄存器内容、程序计数器、堆栈指针等）保存在内存中，然后加载下一个进程或线程的执行状态，以实现进程或线程的切换。下面是进程和线程上下文切换的一些细节：

进程上下文切换：当操作系统决定将 CPU 时间片分配给另一个进程时，它会执行以下步骤：

保存当前进程的执行状态，包括 CPU 寄存器、程序计数器、进程状态等；
将新的进程的执行状态从内存中读入 CPU 寄存器、程序计数器等寄存器中；
更新进程的状态为“运行中”（Running），开始执行新的进程。进程上下文切换需要保存和恢复较多的信息，包括进程的内存映像、文件描述符等，因此它的开销比线程上下文切换更大。

线程上下文切换：当操作系统将 CPU 时间片分配给同一进程中的另一个线程时，它会执行以下步骤：

保存当前线程的执行状态，包括 CPU 寄存器、程序计数器、线程状态等；
将新的线程的执行状态从内存中读入 CPU 寄存器、程序计数器等寄存器中；
更新线程的状态为“运行中”（Running），开始执行新的线程。线程上下文切换只需要保存和恢复较少的信息，因为同一进程中的线程共享相同的地址空间、文件描述符等资源。

上下文切换的开销：由于上下文切换需要保存和恢复进程或线程的执行状态，因此它会带来一定的开销。上下文切换的开销主要来自于 CPU 寄存器的保存和恢复、内存映像的切换等操作。为了尽量减小上下文切换的开销，可以采用以下策略：

减少进程或线程的数量，避免频繁地进行上下文切换；
尽量避免在关键路径上使用锁等同步机制，减少线程间的竞争；
使用多核 CPU 来实现并发，避免在同一核上频繁地进行上下文切换。