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Linux 进程调度

Linux 进程调度

作者: x1wan | 来源:发表于2018-12-10 11:03 被阅读14次

Linux的调度策略区分实时进程和普通进程,实时进程的调度策略是SCHED_FIFO和SCHED_RR,普通的,非实时进程的调度策略是SCHED_NORMAL(SCHED_OTHER)。

实时调度策略被实时调度器管理,普通调度策略被完全公平调度器来管理。实时进程的优先级要高于普通进程(nice越小优先级越高)。

SCHED_FIFO实现了一种简单的先入先出的调度算法,它不使用时间片,但支持抢占,只有优先级更高的SCHED_FIFO或者SCHED_RR进程才能抢占它,否则它会一直执行下去,低优先级的进程不能抢占它,直到它受阻塞或自己主动释放处理器。

SCHED_RR是带有时间片的一种实时轮流调度算法,当SCHED_RR进程耗尽它的时间片时,同一优先级的其它实时进程被轮流调度,时间片只用来重新调用同一优先级的进程,低优先级的进程决不能抢占SCHED_RR任务,即使它的时间片耗尽。SCHED_RR是带时间片的SCHED_FIFO。

Linux的实时调度算法提供了一种软实时工作方式,软实时的含义是尽力调度进程,尽力使进程在它的限定时间到来前运行,但内核不保证总能满足这些进程的要求,相反,硬实时系统保证在一定的条件下,可以满足任何调度的要求。

SCHED_NORMAL使用完全公平调度算法(CFS),之前的算法直接将nice值对应时间片的长度,而在CFS中,nice值只作为进程获取处理器运行比的权重,每个进程都有一个权重,nice优先级越高,权重越大,表示应该运行更长的时间。Linux的实现中,每个进程都有一个vruntime字段,vruntime是经过量化的进程运行时间,也就是实际运行时间除以权重,所以每个量化后的vruntime应该相等,这就体现了公平性。

CFS当然也支持抢占,但与实时调度算法不同,实时调度算法是根据优先级进行抢占,CFS是根据vruntime进行抢占,vruntime小就拥有优先被运行的权利。

为了计算时间片,CFS算法需要为完美多任务中的无限小调度周期设定近似值,这个近似值也称作目标延迟,指每个可运行进程在目标延迟内都会调度一次,如果进程数量太多,则时间粒度太小,所以约定时间片的默认最小粒度是1ms。


进程可以分为I/O消耗型和处理器消耗型,这两种进程的调度策略应该不同,I/O消耗型应该更加实时,给对端的感觉是响应很快,同时它一般又不会消耗太多的处理器,因而I/O消耗型需要调度频繁。相对来说,处理器消耗型不需要特别实时,应该尽量降低它的调度频度,延长其运行时间。

参考:linux内核分析——CFS(完全公平调度算法) - 一路向北你好 - 博客园

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