CPU运行上下文的切换
CPU上下文就是CPU中所有寄存器、计数器的快照，是CPU工作环境。当CPU要执行另一个进程的时候，需要将一些寄存器的数值修改为目标进程的相应值，这个过程叫做CPU上下文切换。
CPU上下文切换发生在这几个场景中：
- 特权模式切换（系统调用）
- 进程上下文切换
- 线程上下文切换
- 中断上下文切换
特权模式切换（系统调用）
在Linux中，CPU特权模式切换就是用户态和内核态的切换，用户态进程通过调用系统调用进入到内核态，这个过程中一些特殊的CPU指令会被执行，将CPU切换特权模式，CPU的上下文也随之切换，切入切回，一次系统调用伴随着两次上下文切换。
第一次切换：调用系统调用时候，保存用户态的状态，然后切换到内核态，加载内核态代码。
第二次切换：内核态的系统调用处理代码执行结束后，退出特权模式，加载之前保留的用户态状态。
系统调用的切换过程中一直都是一个进程，和进程与进程的切换不同，不涉及虚拟内存等用户态资源。
进程上下文切换
进程是内核管理调度的，切换过程在内核态进行。相比系统调用中的切换，进程切换时需要保留更多状态数据，例如虚拟内存、栈、全局变量，和内核堆栈、寄存器数值。
进程上下文切换时，先保留当前进程的状态，然后加载下一个进程的状态，每次切换需要几十纳秒到几微妙的时间，开销比较大。（硬件寄存器的缓存需要被重新刷新，也使执行效率受到影响，在多核的机器，进程还可能在不同CPU核心上移动）
进程上下文切换是不可避免的，通常情况下，进程的数量一定是远远超过CPU核心数的，进程不能独占CPU，需要接受内核的调度，每次调度都会触发进程切换。
引发内核重新调度的因素有：
- 正在运行的进程的当前时间片耗尽
- 系统资源不足（譬如内存），进程需要等待
- 进程通过sleep等函数，将自己挂起
- 出现了优先级更高的进程（内核需要设置为支持抢占）
- 发生硬件中断，被切换到中断服务程序（注意，软中断不会触发切换）
如果一个进程因为被频繁地切换上下文，导致效率不高，可以将进程绑定指定CPU核心上。
线程上下文切换
进程是资源拥有的基本单位，线程是调度的基本单位。一个进程对应至少一个线程，可以对应多个线程。
隶属于同一个继承的线程间进行上下文切换的开销相对较小，因为它们有一部分共用的数据，这些数据可以免除切换。
中断上下文切换
中断通常是硬件发出的，也可以用实现“软中断”，中断发生后，CPU通常需要停下当前的工作，优先处理中断实现，指定中断事件对应的指令。
中断只发生在内核态。
中断会打断其它进程的调度和执行，带来额外的开销，如果中断次数过多，会显著降低整体系统。