上下文切换 · 融合风（象牙 + Obsidian 入口）

速查

上下文切换＝保存旧进程 CPU 状态到 PCB、从新进程 PCB 恢复 CPU 状态。进程切换一定包含模式切换，反之不然。最大开销来自切换地址空间（TLB 刷新 + Cache 失效）。

基本概念 ▾

上下文切换（Context Switch）是操作系统将 CPU 从一个进程切换到另一个进程的过程：保存当前进程的执行状态，恢复新进程的执行状态。

保存内容PC、通用寄存器、PSW、栈指针等 → 存入该进程的 PCB。注意：保存的是寄存器状态，不是整个进程数据。

点击「下一步」逐步查看上下文切换流程

关键点上下文切换一定包含模式切换；模式切换不一定导致上下文切换（如系统调用后返回同一进程）。

注意同进程内线程切换不需要切换地址空间，因此比进程切换快得多。上下文切换本身是纯开销（切换期间 OS 不做有用工作）。

必记

切换保存什么到哪里？

保存 CPU 寄存器状态（PC、寄存器、PSW）到进程的 PCB。

与模式切换的关系？

上下文切换一定包含模式切换；模式切换不一定导致上下文切换。

最大开销来源？

切换地址空间（导致 TLB 刷新和 Cache 失效）。

线程切换为何更快？

不需要切换地址空间，TLB 和 Cache 不失效。

如何减少切换开销？

增大时间片、用线程代替进程、减少进程数。

上下文切换是有效工作吗？

不是，是纯开销，期间 OS 不做有用工作。

手动模式

保存 A 现场 → 更新 PCB-A → 选 B → 载入 PCB-B → 恢复 B 现场

点击「播放」或「下一步」，走一遍 A→B 的完整上下文切换

上下文切换开销：地址空间切换（TLB 刷新 + Cache 失效）最贵

变量配色：进程 A · 进程 B · 切换五步，高亮即当前动作对象。