linux0.11进程调度

在Linux操作系统中，进程调度是内核的一个重要组成部分，它负责决定哪个可运行的进程将获得CPU时间，Linux采用了多种调度策略和算法来确保系统资源的合理分配和高效利用，以下是一些主要的Linux进程调度规则和概念：

1、调度策略（Scheduling Policies）

SCHED_OTHER（普通进程）：这是Linux默认的调度策略，适用于大多数普通进程，这些进程按照公平的方式被调度，即每个进程都会被赋予一定的CPU时间。

SCHED_FIFO（先进先出实时进程）：实时进程以它们变为可运行的顺序来执行，一旦开始执行，它们会一直运行，直到完成、自愿放弃CPU或被更高优先级的实时进程抢占。

SCHED_RR（轮转实时进程）：实时进程以时间片轮转的方式执行，每个实时进程被分配一个时间片，并在该时间片内运行，当时间片用尽时，如果还有其他相同优先级的实时进程等待运行，则进行轮转。

2、调度算法（Scheduling Algorithms）

CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平调度器）：这是Linux 2.6.23版本引入的默认调度算法，用于SCHED_OTHER策略，CFS旨在为每个进程提供等量的CPU时间，确保所有进程公平分享处理器时间。

RealTime Scheduler：对于实时进程，Linux使用两种实时调度策略：SCHED_FIFO和SCHED_RR，实时调度器确保实时进程能够根据其优先级立即获得CPU时间。

3、优先级（Priority）

在Linux中，每个进程都有一个优先级值，称为nice值，nice值的范围从20到+19，较低的值表示较高的优先级，普通进程的nice值可以在运行时通过nice命令或renice命令调整。

实时进程具有更高的优先级，它们的优先级范围是从0到99，数值越低，优先级越高。

4、多队列调度（MultiQueue Scheduling）

为了提高多处理器系统的性能，Linux使用了多队列调度，在这种模式下，每个处理器都有自己的运行队列，进程可以绑定到特定的CPU上运行，这有助于减少进程在不同CPU之间的迁移，从而降低缓存失效和同步开销。

5、负载平衡（Load Balancing）

即使使用了多队列调度，Linux内核也会监控各个CPU的负载情况，并在必要时将进程从一个CPU迁移到另一个CPU，以保持系统的负载均衡。

6、上下文切换（Context Switching）

当内核从一个进程切换到另一个进程时，会发生上下文切换，这个过程涉及到保存当前进程的状态和加载新进程的状态，频繁的上下文切换会增加系统开销，因此内核会尽量减少不必要的切换。

7、休眠和唤醒（Sleeping and Waking Up）

当进程暂时不需要CPU时，它可以进入休眠状态，内核会在适当的时机唤醒休眠的进程，使其重新进入可运行状态。

8、优先级倒置（Priority Inversion）

为了避免高优先级进程被低优先级进程阻塞的情况，Linux实现了优先级继承和优先级天花板等机制来减少优先级倒置的影响。

9、CPU亲和性（CPU Affinity）

通过设置CPU亲和性，可以将进程绑定到特定的CPU或CPU集上运行，这有助于优化性能和管理资源。

10、调度延迟（Scheduling Latency）

调度延迟是指从内核决定唤醒一个进程到该进程实际开始运行的时间，Linux调度器致力于最小化调度延迟，以提高响应速度。

总结来说，Linux进程调度规则和机制的设计目标是确保系统资源的高效利用，同时提供公平的调度机会给所有进程，并且支持实时任务的需求，了解这些规则和机制对于系统管理员和开发人员来说是非常重要的，因为它们直接影响到系统的性能和响应能力。