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在并发程序中，对于线程数设置大小的说法：
线程数量设置太小，可能会导致程序不能充分利用好系统资源。
线程数量设置太大，可能会带来资源的适度竞争，导致上下文切换给零碎带来额定的开销。
何为上下文切换？
在单核 CPU 时代，操作系统其实就曾经能解决多线程并发工作了。处理器会给每个线程调配一个 CPU 工夫片，线程会在获取的工夫片内执行工作。
工夫片的概念是什么？
工夫片即 CPU 调配给各个程序的工夫，每个线程被调配一个时间段，称作它的工夫片，即该过程容许运行的工夫，使各个程序从外表上看是同时进行的。
时间段个别为几十毫秒。
如果在工夫片完结时过程还在运行，则 CPU 将被剥夺并调配给另一个过程。如果过程在工夫片完结前阻塞或完结，则 CPU 当即进行切换。而不会造成 CPU 资源节约。
宏观上：咱们能够同时关上多个应用程序，每个程序并行不悖，同时运行。当咱们开启微信、QQ、IDEA、数据库等，我基本上是感触不到处理器一直的进行工夫片切换。
宏观上：因为只有一个 CPU，一次只能处理程序要求的一部分，如何解决偏心，一种办法就是引入工夫片，每个程序轮流执行。
何为上下文切换？
当一个线程的工夫片用完后或者其余本身起因被迫暂停运行了，这时候，另外一个线程或者、过程或者其余过程的线程就会白操作系统选中，用来占用处理器。
这种一个线程被暂停，一个线程包选中开始执行的过程就叫做上下文切换。
和 CPU 寄存器、程序计数器的关系
上下文切换蕴含了寄存器的存储和程序计数器存储的指令内容。
CPU 寄存器负责存储曾经、正在和行将要执行的工作。
程序计数器负责存放 CPU 正在执行的指令地位和行将执行的下一条指令的地位。
上下文切换分类
- 过程之间的上下文切换。
- 线程之间的上下文切换（本文重点）。
什么场景会导致线程的上下文切换？
导致线程上下文切换的有两种类型：
自发性上下文切换是指线程由 Java 程序调用导致切出，在多线程编程中，执行调用上图中的办法或关键字，经常就会引发自发性上下文切换。
非自发性上下文切换指线程因为调度器的起因被迫切出。常见的有：线程被调配的工夫片用完，虚拟机垃圾回收导致或者执行优先级的问题导致。
那么虚拟机垃圾回收为什么会导致上下文切换？
在 Java 虚拟机中，对象的内存都是由虚拟机中的堆调配的，在程序运行过程中，新的对象将一直被创立，如果旧的对象应用后不进行回收，堆内存将很快被耗尽。Java 虚拟机提供了一种回收机制，对创立后不再应用的对象进行回收，从而保障堆内存的可持续性调配。而这种垃圾回收机制的应用有可能会导致 stop-the-world 事件的产生，这其实就是一种线程暂停行为。
怎么发现上下文切换？
vmstat 命令
能够应用 vmstat 命令来查看线程上下文切换状况。
参数阐明
procs
- r：等等运行的过程数。
- b：出在飞终端睡眠状态的过程数。
memory
- swpd：虚拟内存应用状况，单位：KB。
- free：闲暇的内存，单位：KB。
- buff：被用来作为缓存的内存数，单位：KB。
swap
- si：每秒从替换区写到内存的大小。
- so：每秒写入替换区的内存大小。
io
- bi: 每秒读取的块数
- bo: 每秒写入的块数
system
- in: 每秒中断数，包含时钟中断。
- cs: 每秒上下文切换数。
CPU
- us: 用户过程执行工夫 (user time)
- sy: 零碎过程执行工夫 (system time)
- id: 闲暇工夫 (包含 IO 等待时间), 中央处理器的闲暇工夫。以百分比示意。
- wa: 期待 IO 工夫
pidstat 命令
参数阐明
- cswch/s（被迫）：值过程无奈获取所需资源导致的上下文切换，比方：I/O，内存等系统资源有余时，就会产生被迫上下文切换
- nvcswch/s（非被迫）：值过程因为工夫已到等起因，被零碎强制调度而产生的上下文切换，比方，大量过程都在抢夺 CPU 而产生非被迫上下文切换
总结
上下文切换就是一个工作的线程被另外一个线程暂停，另外一个线程占用了处理器开始执行工作的过程。零碎和 Java 程序自发性以及非自发性的调用操作，就会导致上下文切换，从而带来零碎开销。
线程越多，零碎的运行速度不肯定越快。那么咱们平时在并发量比拟大的状况下，什么时候用单线程，什么时候用多线程呢？
个别在单个逻辑比较简单，而且速度绝对来十分快的状况下，咱们能够应用单线程。例如，咱们后面讲到的 Redis，从内存中疾速读取值，不必思考 I/O 瓶颈带来的阻塞问题。而在逻辑相对来说很简单的场景，等待时间绝对较长又或者是须要大量计算的场景，我倡议应用多线程来进步零碎的整体性能。例如，NIO 期间的文件读写操作、图像处理以及大数据分析等。
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