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面试题：什么是线程的上下文切换？

news 2026/2/7 22:41:46

线程的上下文切换是指在操作系统中，CPU从执行一个线程的任务切换到执行另一个线程任务的过程。在现代操作系统中，为了实现多任务处理和充分利用CPU资源，会同时管理多个线程的执行。由于CPU在任意时刻只能执行一个线程，因此需要在这些线程之间快速地切换，给予每个线程一定的执行时间，从而达到并发执行的效果。

上下文切换的具体步骤通常包括：

  1. 保存当前线程的上下文：当操作系统决定要切换到另一个线程时，它首先会保存当前线程的状态信息，这称为保存上下文。上下文主要包括程序计数器（记录下一条待执行指令的位置）、寄存器的内容（CPU内部的数据存储区域，保存了线程执行过程中的临时变量和结果）、堆栈指针（指向当前线程的栈顶，用于恢复执行环境）以及其他必要的状态信息。

  2. 恢复新线程的上下文：接着，操作系统会加载下一个要执行的线程的上下文信息到CPU中。这包括将新线程的程序计数器值加载到CPU中以确定下一条指令，恢复寄存器内容，以及设置堆栈指针等，使得新线程可以从其上次停止的地方继续执行。

  3. 更新线程调度信息：操作系统还会更新线程控制块（TCB）或任务控制块（TCB），记录线程的状态变化（如从运行变为就绪或阻塞），并根据调度策略选择下一个要执行的线程。

上下文切换是计算密集型操作，因为它涉及大量的内存读写操作，会消耗CPU时间并增加额外的开销。频繁的上下文切换会降低系统的整体性能，因此在设计多线程应用时，减少不必要的上下文切换是一项重要的性能优化措施。

图示：

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