进程切换VS线程切换

结论：进程切换比线程切换慢。

每个进程都拥有一个自己的虚拟地址空间，并且独立于其他进程的地址空间。进程切换会涉及到虚拟地址空间的切换，而这正是导致进程切换比线程切换慢的原因所在！

虚拟地址转换为物理地址需要两个东西：CPU 上的 MMU 和内存中的页表。每次访问内存，都需要进行虚拟地址到物理地址的转换，对吧，因此，每条指令进行一两次或更多地去访问页表是必要的，而页表又是存在于内存中的。显然，访问页表（内存）次数太多导致其成为了操作系统地一个性能瓶颈，于是，转换检测缓冲区（Translation Lookaside Buffer，TLB）应运而生，也称为快表。简单理解，TLB 就相当于一个缓存。为啥称呼快表呢？因为 TLB 内置在 CPU 的 MMU 中，访问速度跟内存不是一个档次的。内存中的页表一般被称为慢表。

 

事实上，TLB 的出现是基于这样一种现象的：大多数程序总是对少量的页面进行多次的访问。因此，只有很少的页表项会被反复读取，而其他的页表项很少被访问。TLB 中存放的就是那些会被反复读取的页表项。换句话说，TLB 中存放的就是页表中的一部分副本。若 TLB 命中，就不需要再访问内存了；若 TLB 中没有目标页表项，则还需要去查询内存中的页表（慢表），从页表中得到物理页框地址，同时将页表中的该表项添加到 TLB 中。

 

由于进程切换会涉及到虚拟地址空间的切换，这就导致内存中的页表也需要进行切换，一个进程对应一个页表是不假，但是 CPU 中的 TLB 只有一个，页表切换后这个 TLB 就失效了。这样，TLB 在一段时间内肯定是无法被命中的，操作系统就必须去访问内存，那么虚拟地址转换为物理地址就会变慢，表现出来的就是程序运行会变慢。而线程切换呢，由于不涉及虚拟地址空间的切换，也就不存在这个问题了。