“高无意识环境”切换意味着什么？

Question

我在C中重写了一部分代码。在使用getrusage(2) C API记录资源使用情况进行测试时。

在更改代码之前：

user time (ms): 21503
system time (ms): 372
involuntary context switches: 20

更改后：

user time (ms): 25589
system time (ms): 80732
involuntary context switches: 821

我看到很多involuntary context switches都在我重写的代码中完成。

我的问题不是如何减少上下文切换。但..

1. 当“非自愿上下文切换”更多时会发生什么？
2. 它会以什么方式影响系统？

P.S：磁盘上没有活动，因为没有写入任何内容。它只是几次ping服务器。

更新：

增加了系统和用户时间。

程序是多线程的。在这两种情况下都会产生相同数量的线程（3k线程）。只有C中的底层api被重写。

Answer 1

只要线程/进程进行阻塞的系统调用，就可以发生自愿上下文切换。

当线程运行时间太长（通常为10毫秒）而没有进行阻塞的系统调用并且有进程等待CPU时，会发生非自愿的上下文切换。

看起来你的程序现在比以前更加CPU密集。如果你已经使它多线程，那么可能会增加。

821个上下文切换 - 根据程序的执行时间，这可能会也可能不会很多。

如果要减少上下文切换的数量，可以减少工作线程的数量，因此线程数少于CPU内核。

更新

假设两种情况下的负载相同，看起来代码修改增加了cpu的使用。如果增加负载是一个问题，您应该分析代码以找到瓶颈。 Instrumentation可以帮助隔离代码的哪一部分导致问题。

Answer 2

这不是您的问题的答案。无论如何，@ Klas指出了这一点

当线程运行太长时，会发生非自愿的上下文切换

所以我的想法是你可以检查你的线程运行的时间太长。使用perf并在代码中查找上下文切换最常发生的位置。并且可能将旧版本程序的测量值与新版本的测量值进行比较。

Perf（https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Tutorial）有活动context-switches。您可以测量它并收集堆栈痕迹。这是测量上下文切换的示例：

perf record -e cs -g -p `pidof my_test` sleep 5

然后检查它们发生的位置。例如，C ++上有一个程序，带有一个不带系统调用的不定式循环。所有开关内容都有我的功能my_thread_func：

perf report --stdio -g --kallsym=/boot/System.map-2.6.32-431.el6.x86_64

# Samples: 7  of event 'cs'
# Event count (approx.): 7
#
# Overhead  Command      Shared Object                         Symbol
# ........  .......  .................  .............................
#
   100.00%  my_test  [kernel.kallsyms]  [k] perf_event_task_sched_out
            |
            --- perf_event_task_sched_out
                schedule
                retint_careful
                my_thread_func(void*)

相反，这是一个关于C ++程序的测量，它有一个带有大量系统调用的不定式循环：

# Samples: 6  of event 'cs'
# Event count (approx.): 6
#
# Overhead          Command      Shared Object                         Symbol
# ........  ...............  .................  .............................
#
   100.00%  my_test_syscall  [kernel.kallsyms]  [k] perf_event_task_sched_out
            |
            --- perf_event_task_sched_out
                schedule
               |
               |--83.33%-- sysret_careful
               |          syscall
               |
                --16.67%-- retint_careful
                          syscall