操作系统多线程有哪些困难？

Question

我正在阅读一本比较两种实现线程，中间件线程和OS线程的方式的书。我不知道这些句子的意思究竟是什么： “然而，操作系统多线程的困难在于性能开销，因为涉及切换线程的操作系统涉及系统调用，比在用户级执行的线程操作更昂贵，这是交易中间件运行的地方。“ 什么是系统调用和性能的关系？

Answer 1

旅行的书可能是一个有点过时，中间件线程（又名纤维）是流行的ABO十年前。是的，上下文切换相对昂贵，大约在2000到10,000个CPU指令之间。他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。

但这并不是免费的：

• 你需要创建自己的调度
• 当一个I/O操作的用户线程块，所有用户线程将阻塞
• 用户上下文切换会触发CPU缓存。

后一个问题是大问题，吹缓存真的很贵。与内存相比，CPU内核变得如此之快，以至于摧毁缓存的成本变得与OS上下文切换相当。获得大量CPU内核很便宜。

Answer 2

对于大多数现代操作系统。 （Windows，* nix，MAC OS）时，操作系统内核驻留在受保护的地址空间中。为了保持受保护空间的完整性，该空间只能从已知位置的用户空间输入。因此，调用操作系统比在用户空间中进行普通函数调用要昂贵些。 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，但是更新的CPU体系结构（例如当前的x86和IA64）具有特别的指令，专门用于尽可能快地从用户空间转换到内核空间，尽管它比用户空间中的普通函数调用还要昂贵，但我认为不应证明本书所指出的关注程度。

Answer 3

正如您引用的文字所说，系统调用通常比用户级别的线程操作更昂贵。

有些事情，可以使一个系统调用昂贵（相比用户级函数调用）：

• 保存/恢复的处理器状态
• 更新虚拟存储环境中访问内核空间
系统调用完成时
• ，有可能是通过OS调度