多线程的上下文切换
参考自：https://www.cnblogs.com/szlbm/p/5505707.html
并发编程的目的是为了让程序运行得更快，充分的利用CPU，但是并不是启动更多的线程就能让程序最大限度地并发执行。在进行并发编程时，如果希望通过多线程执行任务让程序运行得更快，会面临非常多的挑战，比如上下文切换的问题、死锁的问题，以及受限于硬件和软件的资源限制问题。
上下文切换含义
在多线程编程，线程个数一般大于CPU个数，而每个CPU同一时刻只能被一个线程使用，为了让用户感觉多个线程在同时执行，CPU支援采用了时间片轮询的策略，也就是给每个线程分配一个时间片，在时间片内占用CPU执行任务。当前线程的时间片使用完毕后当前就会处于就绪状态并让出CPU给其它线程占用。
即使是单核CPU也支持多线程执行代码，CPU通过给每个线程分配CPU时间片来实现这个机制。时间片是CPU分配给各个线程的时间，因为时间片非常短，所以CPU通过不停地切换线程执行，让我们感觉多个线程时同时执行的，时间片一般是几十毫秒（ms）。
CPU通过时间片分配算法来循环执行任务，当前任务执行一个时间片后会切换到下一个任务。但是，在切换前会保存上一个任务的状态，以便下次切换回这个任务时，可以再次加载这个任务的状态，从任务保存到再加载的过程就是一次上下文切换。
就像我们同时读两本书，当我们在读一本英文的技术书籍时，发现某个单词不认识， 于是便打开中英文词典，但是在放下英文书籍之前，大脑必须先记住这本书读到了多少页的第多少行，等查完单词之后，能够继续读这本书。这样的切换是会影响读 书效率的，同样上下文切换也会影响多线程的执行速度。
切换的时机：
- 当前线程的CPU时间片使用完毕处于就绪状态的时候
- 当前线程被其它线程中断的时候
如何减少上下文切换
既然上下文切换会导致额外的开销，因此减少上下文切换次数便可以提高多线程程序的运行效率。减少上下文切换的方法有无锁并发编程、CAS算法、使用最少线程和使用协程。
- 无锁并发编程。多线程竞争时，会引起上下文切换，所以多线程处理数据时，可以用一些办法来避免使用锁，如将数据的ID按照Hash取模分段，不同的线程处理不同段的数据
- CAS算法。Java的Atomic包使用CAS算法来更新数据，而不需要加锁
- 使用最少线程。避免创建不需要的线程，比如任务很少，但是创建了很多线程来处理，这样会造成大量线程都处于等待状态
- 协程。在单线程里实现多任务的调度，并在单线程里维持多个任务间的切换