【发布时间】：2010-03-13 07:28:34
【问题描述】：
我正在阅读一本比较两种实现线程的方法的书，中间件线程和操作系统线程。我不知道这些句子的确切含义是什么： “然而，操作系统多线程的一个困难是性能开销。由于是操作系统参与切换线程，这涉及系统调用。这些通常比在用户级别执行的线程操作更昂贵，这是事务中间件正在运行。” 以及系统调用和性能的关系是什么？
【问题讨论】：
标签： multithreading operating-system
【发布时间】：2010-03-13 07:28:34
【问题描述】：
这本书可能有点过时了，中间件线程（又名纤维）大约在 10 年前很流行。是的，上下文切换相对昂贵，大约在 2000 到 10,000 个 CPU 指令之间。它们需要内核转换并获取全局锁。用户线程可以避免大部分成本，只需要切换 CPU 状态。
但这不是免费的：
- 您需要创建自己的调度程序
- 当用户线程阻塞 I/O 操作时，所有用户线程都会阻塞
- 用户上下文切换会破坏 CPU 缓存。
后一个问题是大问题，炸掉缓存真的很贵。与内存相比，CPU 内核变得如此之快，以至于破坏缓存的成本与操作系统上下文切换相当。而且获得大量 CPU 内核很便宜。
【讨论】：
适用于大多数现代操作系统。 （Windows、*nix、MAC OS），操作系统内核驻留在受保护的地址空间中。并且为了保持该受保护空间的完整性，该空间只能从已知位置的用户空间进入。所以调用操作系统比在用户空间调用普通函数要贵一些。 http://en.wikipedia.org/wiki/System_call。
286 CPU 从用户空间到内核空间的速度相当慢，但最近的 CPU 架构，如当前的 x86 和 IA64，有专门设计的特殊指令，可以尽可能快地从用户空间到内核空间，并且虽然它仍然比用户空间中的普通函数调用更昂贵，但我认为这不足以证明本书所表明的关注程度。
【讨论】：
正如您引用的文本所说，系统调用通常比用户级线程操作更昂贵。
一些会使系统调用变得昂贵的事情（与用户级函数调用相比）：
- 保存/恢复处理器状态
- 更新虚拟内存环境以访问内核空间
- 当系统调用完成时，可能会通过 OS 调度程序进行一次跳转
【讨论】：
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为什么会发生这种情况？ “保存/恢复处理器状态”