linux中的上下文是什麼
在linux中，上下文又叫CPU上下文，是CPU執行任何任務前，必須依賴的環境，包括CPU暫存器和程式計數器；而上下文切換就是先把前一個任務的CPU上下文（也就是CPU暫存器和程式計數器）儲存起來，然後載入新任務的上下文到這些暫存器和程式計數器，最後再跳轉到程式計數器所指的新位置，執行新任務。
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本教學操作環境：linux7.3系統、Dell G3電腦。
Linux是一個多工的作業系統，它支援遠大於CPU數量的任務同時執行，當然，這些任務實際上並不是真正的在同時執行，而是系統在很短的時間內，將CPU輪流分配給他們，給使用者造成很多工同時執行的錯覺。
在每個任務執行前， CPU 都需要知道任務從哪裡載入，又從哪裡開始執行。也就是說，需要系統事先給他設定好 CPU 暫存器和程式計數器（Program Counter,PC）
CPU 暫存器：是 CPU 內建的容量小、但速度極快的記憶體
程式計數器：是用來儲存 CPU 正在執行的指令位置、或者即將執行的下一條指令位置
綜上所述，我們就有答案了
什麼是上下文：
我們通常說的上下文又叫CPU上下文，是CPU執行任何任務前，必須依賴的環境，包括CPU 暫存器和程式計數器
上下文切換：就是先把前一個任務的 CPU 上下文（也就是 CPU 暫存器和程式計數器）儲存起來，然後載入新任務的上下文到這些暫存器和程式計數器，最後再跳轉到程式計數器所指的新位置，執行新任務。
2.上下文切換詳細介紹
根據CPU切換執行任務的不同，又可以分為程序上下文切換、執行緒上下文切換、中斷上下文切換
我們先了解下面2個上下文切換涉及的知識點系統呼叫、程序執行態
程序的執行態：
Linux 按照特權等級，把程序的執行空間分為核心空間和使用者空間 。在這兩種空間中執行的程序狀態分別稱為核心態和使用者態。
核心空間(Ring 0)：具有最高許可權，可以直接存取所有資源（讀取檔案，）
分配記憶體、IO操作、建立子程序……都是核心操作。這也表明，當IO操作頻繁時，System引數會很高。
使用者空間(Ring 3)：只能存取受限資源，不能直接存取記憶體等硬體裝置，必須通過系統呼叫進入到核心中，才能存取這些特權資源
典型的使用者態空間程式有：Shells、資料庫、web伺服器、PHP程式、Java程式……
在linux系統使用top命令檢視cpu時，能看到user和system兩項，對應的就是使用者態和核心態佔用的cpu資源
如上，我們的web服務是執行在使用者態下的，對檔案的io沒有許可權，當需要讀取檔案時，就涉及到系統呼叫了
系統呼叫：
從使用者態到核心態的轉變，需要通過系統呼叫來完成。比如檢視檔案時，需要執行多次系統呼叫：open、read、write、close等。系統呼叫的過程如下：
把 CPU 暫存器裡原來使用者態的指令位置儲存起來；
為了執行核心程式碼，CPU 暫存器需要更新為核心態指令的新位置，最後跳轉到核心態執行核心任務；
系統呼叫結束後，CPU 暫存器需要恢復原來儲存的使用者態，然後再切換到使用者空間，繼續執行程序；
所以，一次系統呼叫的過程，其實是發生了兩次 CPU 上下文切換。
程序上下文切換？
程序執行終止，它之前順頌的CPU就會被釋放出來，這時就從就緒佇列中取出下一個等待時間片的程序；
當某個程序的時間片耗盡，它就會被系統掛起，切換到其他等待CPU的程序執行；
某個程序因為需要的系統資源比較大(比如記憶體不足),這時候該程序會被掛起，系統會排程其他程序執行；
當有優先順序更高的程序(系統操作程序)需要時間片，為了保證優先順序更高的程序能夠執行，當前程序會被掛起；
如果當前程序中有sleep函數，他也會被掛起；
執行緒的上下文切換？
對作業系統來說，執行緒是最小的執行單元，程序是最小的資源管理單元。說白了，所謂核心中的任務呼叫，實際上的排程物件是執行緒；而程序只是給執行緒提供了虛擬記憶體、全域性變數等資源。所以，對於現場和程序，我們可以這麼理解：
當程序只有一個執行緒時，可以認為程序就等於執行緒。
當程序擁有多個執行緒時，這些執行緒會共用父程序的資源（即共用相同的虛擬記憶體和全域性變數等資源）。這些資源在上下文切換時是不需要修改的。
另外，執行緒也有自己的私有資料，比如棧和暫存器等，這些在上下文切換時也是需要儲存的。
綜上，執行緒上下文切換有兩種情況：
前後兩個執行緒屬於不同程序，因為資源不共用，所以切換過程就跟程序上下文切換是一樣的；
前後兩個執行緒屬於同一個程序，因為虛擬記憶體是共用的，所以在切換時，虛擬記憶體這些資源就保持不動，只需要切換執行緒的私有資料、暫存器等不共用的資料。
中斷處理會打斷程序的正常排程和執行。在打斷其他程序時，需要將程序當前的狀態儲存下來，中斷結束後，程序仍然可以從原來的狀態恢復執行。
中斷上下文切換並不涉及到程序的使用者態。所以，即便中斷過程打斷了一個正處在使用者態的程序，也不需要儲存和恢復這個程序的虛擬記憶體、全域性變數等使用者態資源。中斷上下文，其實只包括核心態中斷服務程式執行所必須的狀態，包括 CPU 暫存器、核心堆疊、硬體中斷引數等。
小結
根據Tsuna的測試報告，每次上下文切換都需要幾十納秒到數微妙的CPU時間，這個時間還是相當可觀的。
不管是哪種場景導致的上下文切換，你都應該知道：
CPU上下文切換，是保證Linux系統正常工作的核心功能之一，一般情況下不需要我們特別關注。
但過多的上下文切換，會把CPU時間消耗在暫存器、核心棧以及虛擬記憶體等資料的儲存和恢復上，從而縮短程序真正執行的時間，導致系統的整體效能大幅下降。
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