Der Kontextwechsel zwischen vom Kernel verwalteten Threads auf Benutzerebene umfasst die folgenden Schlüsselaktionen:

1. Aktuellen Thread unterbrechen :Der Kernel startet den Kontextwechselprozess, indem er den aktuell ausgeführten Thread anhält. Dazu gehört das Speichern des Kontexts des Threads, einschließlich seiner CPU-Register und seines Programmzählers, in seinem Thread Control Block (TCB).

2. CPU-Status speichern :Der Kernel speichert dann den Status der CPU, z. B. den Inhalt der Allzweckregister, den Stapelzeiger und andere prozessorspezifische Register. Dadurch wird sichergestellt, dass der Thread bei einer Neuplanung die Ausführung an der Stelle fortsetzen kann, an der er aufgehört hat.

3. Scheduler-Datenstrukturen aktualisieren :Der Kernel aktualisiert seine internen Datenstrukturen im Zusammenhang mit dem Scheduler. Dazu gehört das Aktualisieren des Thread-Status, z. B. das Markieren als „bereit“ oder „blockiert“, und das Anpassen der Planungswarteschlangen, um die neuen Thread-Status widerzuspiegeln.

4. Nächsten Thread auswählen :Der Kernel wählt den nächsten auszuführenden Thread basierend auf dem von ihm verwendeten Planungsalgorithmus aus (z. B. Round-Robin, prioritätsbasiert usw.). Der Scheduler berücksichtigt bei seiner Entscheidung verschiedene Faktoren wie Thread-Priorität, Fairness und Ressourcenanforderungen.

5. CPU-Status wiederherstellen :Der Kernel stellt den CPU-Status für den neu ausgewählten Thread wieder her und lädt seine gespeicherten Register und Programmzähler in die entsprechenden CPU-Register.

6. Ausführung fortsetzen :Schließlich übergibt der Kernel die Kontrolle an den neu ausgewählten Thread und ermöglicht ihm, die Ausführung dort fortzusetzen, wo sie vor dem Kontextwechsel aufgehört hat.

Während dieses Prozesses verwaltet der Kernel die Systemressourcen und stellt sicher, dass Threads effizient und fair geplant werden, sodass mehrere Threads gleichzeitig ausgeführt werden können und die Verarbeitungszeit der CPU effektiv aufgeteilt wird.