linux进程调度机制有哪些功能

Linux进程调度机制是操作系统中非常重要的一个部分，它决定了系统中的CPU资源如何分配给各个进程，在Linux系统中，主要有两种进程调度策略：抢占式调度和协作式调度，这两种策略都是为了实现公平、高效地分配CPU资源，提高系统的整体性能。

抢占式调度

抢占式调度是指当一个进程在运行过程中，操作系统可以强制剥夺其CPU资源，分配给其他进程，这种调度策略主要用于实时系统，可以保证高优先级的进程能够及时得到执行，Linux系统中的抢占式调度主要包括以下几个方面：

1、时间片轮转调度（RoundRobin Scheduling）：每个进程被分配一个固定的时间片，当时间片用完时，操作系统会将CPU分配给下一个进程，这种调度策略简单公平，但可能会导致CPU频繁切换进程，降低效率。

2、优先级调度（Priority Scheduling）：根据进程的优先级来分配CPU资源，高优先级的进程优先获得CPU，这种调度策略可以保证关键任务的执行，但可能导致低优先级的进程长时间得不到执行。

3、短作业优先调度（Shortest Job First Scheduling）：操作系统会选择预计执行时间最短的进程分配CPU资源，这种调度策略可以最小化平均等待时间，但需要准确估计任务的执行时间。

协作式调度

协作式调度是指进程自愿放弃CPU资源，让其他进程执行，这种调度策略主要用于分时系统，可以提高系统的响应速度，Linux系统中的协作式调度主要包括以下几个方面：

1、睡眠和唤醒：当一个进程需要等待某个事件发生时，它会进入睡眠状态，释放CPU资源，当事件发生时，进程会被唤醒，重新竞争CPU资源。

2、信号量和互斥量：信号量和互斥量是一种同步机制，用于保护临界资源，当一个进程需要访问临界资源时，它会尝试获取信号量或互斥量，如果信号量或互斥量已被其他进程占用，当前进程会进入睡眠状态，等待资源释放。

3、虚拟内存管理：Linux系统使用虚拟内存技术，将物理内存抽象成多个虚拟内存区域，当一个进程需要访问的数据不在物理内存中时，会发生缺页中断，操作系统会将数据从磁盘加载到物理内存，这个过程会导致进程暂时放弃CPU资源，让其他进程执行。

Linux进程调度算法

Linux系统的进程调度算法是基于抢占式调度和协作式调度的结合，它使用了完全公平调度（Completely Fair Scheduler, CFS）作为默认的调度算法，CFS算法的主要目标是确保每个进程都能公平地获得CPU资源，同时提高系统的吞吐量和响应速度。

CFS算法的工作原理如下：

1、为每个进程分配一个虚拟运行时间（vruntime），用于记录进程在CPU上运行的时间。

2、当有多个进程竞争CPU资源时，操作系统会选择vruntime值最小的进程分配CPU资源，这样可以保证每个进程都能公平地获得CPU资源。

3、当进程在CPU上运行时，它的vruntime值会根据实际运行时间递增，这样可以避免进程长时间占用CPU资源。

4、当进程被阻塞或者进入睡眠状态时，它的vruntime值会暂停递增，这样可以避免进程因为等待事件而影响其公平性。

Linux进程调度机制通过结合抢占式调度和协作式调度，实现了公平、高效的CPU资源分配，CFS算法作为Linux系统的默认调度算法，可以满足大多数应用场景的需求，当然，针对不同的应用场景，Linux系统还提供了其他的调度算法，如实时调度算法（RealTime Scheduling）和节能调度算法（EnergyAware Scheduling），供用户选择。