面试知识库

进程线程 → 调度 → 上下文切换 → 协程 追问链#

追问路径#

涉及知识点#

核心串联逻辑#

  1. 进程 vs 线程：进程有独立地址空间（隔离安全但创建开销大~ms级），线程共享地址空间（轻量但需同步）
  2. 上下文切换成本：Linux上线程切换直接开销约数微秒；进程切换直接开销量级相近，额外的TLB失效（无PCID/ASID时整体刷新）和Cache冷启动算上后可到数十微秒
  3. 协程优势：用户态切换只需 ~100ns，一个线程可承载数万协程，Go/Kotlin/JDK21都有原生支持
  4. 虚拟线程关键点：阻塞IO时自动从平台线程卸载(unmount)，不占线程资源；但JDK 21~23中synchronized内阻塞会pin住载体线程（当时推荐ReentrantLock），JDK 24（JEP 491）起已解决
  5. IPC选型：同机高性能选共享内存(零拷贝)，跨机选Socket，简单通知选Signal
  6. 代码示例： 
    // JDK21虚拟线程
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    IntStream.range(0, 10000).forEach(i ->
        executor.submit(() -> { /* IO密集型任务 */ }));
} // 10000个虚拟线程，底层可能只用几个平台线程
    java

面试回答串联#

30秒速答#

进程是资源分配单位，线程是调度单位。上下文切换涉及寄存器保存和缓存冷启动，进程切换还要让TLB失效，线程切换直接开销约几微秒。协程是用户态调度，切换约100ns。JDK21虚拟线程适合IO密集型，阻塞时自动卸载不占平台线程。

2分钟展开答#

进程拥有独立地址空间，创建开销大(ms级)但隔离性好；线程共享进程资源，轻量但需要同步机制。上下文切换的开销包括保存恢复CPU寄存器、切换内核栈、刷新TLB(页表缓存)以及CPU缓存冷启动，Linux上线程切换直接开销约几微秒，进程切换直接开销也差不多，但算上TLB失效和缓存冷启动这些间接开销能到几十微秒。减少上下文切换可以用CAS无锁编程、减少线程数、使用协程。协程在用户态切换只需约100ns，JDK21通过Project Loom引入虚拟线程——底层由ForkJoinPool调度，一个平台线程可承载数千虚拟线程。IO密集型任务用虚拟线程很合适，阻塞IO时自动从平台线程卸载让其他虚拟线程运行；但CPU密集型仍用平台线程因为虚拟线程切换没有意义。注意在JDK 21到23里，虚拟线程在synchronized里阻塞会pin住载体线程，当时推荐用ReentrantLock替代，JDK 24的JEP 491已经解决了这个问题。进程间通信最快的是共享内存(零拷贝不经过内核)，但需要信号量配合保证同步。

相关追问链#