什么是CPU上下文切換？
現在linux是大多基於搶占式，CPU給每個任務一定的服務時間，當時間片輪轉的時候，需要把當前狀態保存下來，同時加載下一個任務，這個過程叫做上下文切換。時間片輪轉的方式，使得多個任務利用一個CPU執行成為可能，但是保存現場和加載現場，也帶來了性能消耗。 那線程上下文切換的次數和時間以及性能消耗如何看呢？
如何獲得上下文切換的次數？
vmstat直接運行即可，在最后幾列，有CPU的context switch次數。 這個是系統層面的，加入想看特定進程的情況，可以使用pidstat。
Linux中可以通過工具vmstat, dstat, pidstat來觀察CS的切換情況。vmstat, dstat只能觀察整個系統的切換情況，而pidstat可以更精確地觀察某個進程的上下文切換情況。
cs
執行pidstat，將輸出系統啟動后所有活動進程的cpu統計信息：
備注:執行pidstat默認輸出信息為系統啟動后到執行時間點的統計信息，因而即使當前某進程的cpu占用率很高，輸出中的值有可能仍為0
上下文切換的性能消耗在哪里呢？
context switch過高，會導致CPU像個搬運工，頻繁在寄存器和運行隊列直接奔波 ，更多的時間花在了線程切換，而不是真正工作的線程上。直接的消耗包括CPU寄存器需要保存和加載，系統調度器的代碼需要執行。間接消耗在於多核cache之間的共享數據。
引起上下文切換的原因有哪些？
對於搶占式操作系統而言， 大體有幾種：
1、當前任務的時間片用完之后，系統CPU正常調度下一個任務；
2、當前任務碰到IO阻塞，調度線程將掛起此任務，繼續下一個任務；
3、多個任務搶占鎖資源，當前任務沒有搶到，被調度器掛起，繼續下一個任務；
4、用戶代碼掛起當前任務，讓出CPU時間；
5、硬件中斷；
如何測試上下文切換的時間消耗？
LMbench，知道這個工具，是在霸爺的博客上面（http://blog.yufeng.info/archives/753），然后就開始在測試環境下搞了一把，一會就出結果了。然后就搞了台線上機器安裝這個工具，然后測試，后面在測試Memory的時候，直接導致Load飆升，還好沒人發現，機器java進程重啟就好了。這方面純粹是業務選手。霸爺說分析的結果對於高性能C的開發同學來說，是需要熟記的，沒辦法，咱是搞java的，只能每個指標逐個看一下了。
LMbench的簡單介紹？
首先看英文介紹：LMbench -Tools for Performance Analysis，微觀性能分析工具。
官方地址：http://www.bitmover.com/lmbench/
下載地址：http://www.bitmover.com/lmbench/lmbench3.tar.gz
LMbench主要能干啥？
主要是帶寬（讀取緩存文件、內存拷貝、讀寫內存、管道等）和反應時間（上下文切換、網路、進程創建等）的評測工具。
LMbench關於結果解釋（這次主要關注線程切換信息）
在網上找了半天，信息很少，只能看doc下面的英文解釋了。
測試上下文切換的時間，一個上下文切換，包括保存一個進程狀態的保存和恢復另外一個進程的時間。
典型的上下文切換性能，僅僅是測量最小的線程切換時間。僅僅是做進程切換，任何實質的任務都不做。
首先是看任務處理的時間（通過一次任務處理，這個任務處理的時間被定義為token時間，不包括線程切換的）。
然后多次執行，排除任務執行的時間，然后計算出CS的時間（如果有cache miss，則CS的時間也包括cache misses的時間）。
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轉載自：http://iamzhongyong.iteye.com/blog/1895728
文章參考：
霸爺和周忱的博客
http://www.bitmover.com/lmbench/
https://www.usenix.org/legacy/publications/library/proceedings/sd96/full_papers/mcvoy.pdf
http://blog.csdn.net/taozi343805436/article/details/7876087
http://blog.yufeng.info/archives/753
http://rdc.taobao.com/team/jm/archives/1706