1.进程切换为什么比线程切换效率低呢?

进程都有自己的虚拟地址空间，把虚拟地址转换为物理地址需要查找页表，页表查找是一个很慢的过程，因此通常使用Cache来缓存常用的地址映射，这样可以加速页表查找，这个Cache就是TLB（translation Lookaside Buffer，TLB本质上就是一个Cache，是用来加速页表查找的）。

由于每个进程都有自己的虚拟地址空间，那么显然每个进程都有自己的页表，那么当进程切换后页表也要进行切换，页表切换后TLB就失效了，Cache失效导致命中率降低，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，而线程切换则不会导致TLB失效，因为线程无需切换地址空间，因此我们通常说线程切换要比较进程切换快，原因就在这里。

2.什么是TLB呢？

我们知道页表一般都很大，并且存放在内存中，所以处理器引入MMU后，读取指令、数据需要访问两次内存：首先通过查询页表得到物理地址，然后访问该物理地址读取指令、数据。为了减少因为MMU导致的处理器性能下降，引入了TLB，TLB是Translation Lookaside Buffer的简称，可翻译为“地址转换后援缓冲器”，也可简称为“快表”。简单地说，TLB就是页表的Cache，其中存储了当前最可能被访问到的页表项，其内容是部分页表项的一个副本。只有在TLB无法完成地址翻译任务时，才会到内存中查询页表，这样就减少了页表查询导致的处理器性能下降。

3.什么是MMU呢？

分页机制从根本上解决了高效使用物理内存的问题。每次只需要将几页的代码、数据从磁盘中加载到内存，程序就能正常运行。当程序运行的过程中，需要新的代码、数据会产生缺页异常，这些代码、数据就会从磁盘加载到内存，然后程序从异常恢复正常运行。

对于支持虚拟内存，分页机制的系统，处理器直接寻址虚拟地址，这个地址不会直接发给内存控制器，而是先发给内存管理单元（Memory Manager Unit，MMU）。MMU就是负责将虚拟地址转换和翻译成物理地址的一个硬件模块，其实MMU所做的事，完全可以通过CPU来实现。为啥还要一个MMU硬件模块呢？就是为了提升虚拟地址到物理地址转换的速度，减少转换所消耗的时间。MMU包含两个模块TLB（Translation Lookaside Buffer）和TWU（Table Walk Unit）。TLB是一个高速缓存，用于缓存页表转换的结果，从而缩短页表查询的时间。TWU是一个页表遍历模块，页表是由操作系统维护在物理内存中，但是页表的遍历查询是由TWU完成的，这样减少对CPU资源的消耗。

4.为什么会出现MMU呢？

虚拟内存及分页机制的出现，解决了进程地址空间安全性的问题和内存使用效率低的问题，但是也引入了系统性能变差的问题。本来CPU可以直接通过访存执行程序，但是现在引入了虚拟地址到物理地址的转换。MMU硬件模块的出现，就是为了解决这个性能问题。因此，几G运行内存的电脑，可以并行运行几十G的多程序（缺页中断），让你在听歌的同时，能够并行处理编辑文档，下载电影，收发邮件等。