线程切换要保存哪些上下文?

当发生线程切换时,操作系统需要保存当前线程的“上下文”,以便在下次线程被再次调度执行时得以恢复。上下文主要包括以下内容:

  1. 寄存器值:这包括了通用寄存器,程序计数器(存放当前线程正在执行的指令地址),程序状态字(存放执行指令的结果的状态,如零,负,溢出等)等。

  2. 堆栈指针:每个线程有自己的函数调用栈,堆栈指针标识了当前线程在自己的栈空间中的位置。回到这个线程时,它可以恢复到正确的函数调用位置。

  3. 程序计数器:这个值标识了线程执行到哪里。当线程切换回来时,它将从这个位置继续执行。

  4. 内核栈指针:每个线程有一个内核栈,存放在内核中的数据,这个指针标识当前线程在内核内存中的位置。

  5. 线程状态:这包括了线程的优先级,信号掩码,错误码等。

  6. 虚拟内存信息:这通常包括有关线程内存管理的信息,比如页表等。

于是,当线程切换发生时,操作系统会保存当前线程的上述上下文,加载目标线程的上下文,然后将控制权转交给目标线程,这样目标线程就能接着上次的运行状态继续执行了。

值得注意的是,线程切换是有性能开销的,因为涉及到保存和加载上下文的操作,所以过于频繁的线程切换可能会影响性能。

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