进程上下文切换和线程上下文切换

进程上下文切换和线程上下文切换是操作系统中两个重要的概念，它们涉及到CPU在执行进程或线程时的上下文管理。

进程上下文切换是指在CPU执行一个进程时，需要保存当前进程的执行状态（上下文），然后加载另一个进程的上下文以便继续执行。这个过程包括保存控制流位置、堆栈指针、寄存器信息等状态信息，以及加载新的进程的对应状态信息。进程上下文切换通常发生在以下情况：

当前任务的时间片用完，需要调度下一个任务。
当前任务遇到IO阻塞，需要挂起任务以继续下一个任务。
多个任务竞争锁资源，当前任务未能获取锁，被挂起以继续下一个任务。
用户代码（如yield()方法）挂起当前任务，让出CPU时间。
硬件中断发生，或者为了运行优先级更高的进程。
线程上下文切换与进程上下文切换类似，但是线程共享进程的资源，因此上下文切换的系统开销相对较小。线程上下文切换通常发生在同一进程内的不同线程之间，它们之间的切换不需要像进程那样保存和恢复整个进程的上下文。

上下文切换会消耗CPU资源，因为它需要保存和刷新各个进程或线程的内存映射、缓存等状态。频繁的上下文切换会导致资源浪费和性能下降，因为CPU用于执行实际任务的时间减少了。

总结来说，进程上下文切换和线程上下文切换是操作系统中管理CPU资源分配和调度的重要机制，它们确保了多任务环境中任务的顺利执行。不过，过多的上下文切换会影响系统性能，因此操作系统设计时需要尽量减少不必要的上下文切换。