linux进程调度
Linux进程调度是操作系统中一个至关重要的功能,它负责决定在多任务环境下哪些进程应该占用CPU的执行时间。在Linux操作系统中,进程调度可以基于不同的调度策略和优先级来配置,以确保系统的高效运行和资源的合理分配。 在Linux中,进程调度策略主要有三种:SCHED_FIFO(先进先出)、SCHED_RR(轮转法)、SCHED_OTHER(其他调度)。SCHED_FIFO是一种非抢占式调度策略,进程一旦占用CPU,将一直执行直到完成或阻塞。SCHED_RR类似于SCHED_FIFO,但它为进程提供了一个时间片,当时间片用完后,该进程会被重新放入就绪队列尾部,类似于轮转。SCHED_OTHER通常用于普通用户进程,是一种基于动态优先级的调度策略。 设置进程调度策略和优先级可以通过pthread接口来实现。例如,使用pthread_attr_getschedpolicy和pthread_attr_setschedpolicy函数可以获取和设置线程的调度策略,而sched_get_priority_max和sched_get_priority_min函数可以获取给定调度策略下的最大和最小优先级值。 Linux进程调度中的基本属性包括进程的多态性,即从产生、运行到结束的整个生命周期内,进程的特征和状态可能会发生变化。多态性体现在进程可能从一个状态转移到另一个状态,这些状态包括等待态、运行态和就绪态。等待态是指进程在等待某个事件的完成;运行态是指进程正在占用处理器;就绪态是指进程等待系统分配处理器。 此外,Linux进程调度需要考虑到进程的并发性。由于在系统中往往存在多个进程,它们需要轮流占用处理器资源。调度器根据一定的策略来决定哪个进程获得CPU资源,这一过程被称为低级调度,又称为进程调度。 在调度算法方面,有多种不同的调度算法。先进先出算法(FIFO)将处理器分配给最早进入就绪队列的进程;短进程优先算法(Shortest Process Next,SPN)总是分配处理器给预计执行时间最短的进程;轮转法(Round Robin,RR)为每个进程分配一个时间片,在时间片用完后,无论进程是否完成都将被放回就绪队列的末尾。 衡量进程调度性能的指标主要包括周转时间、响应时间和CPU-I/O执行期。周转时间是指从作业提交到作业完成的总时间;响应时间是指用户提交请求到系统首次响应的时间;CPU-I/O执行期则是指进程占用CPU的时间和I/O时间之和。 实时系统对调度的要求更为严格,需要对进程的执行进行更精确的控制。实时调度策略通常基于优先级,分为静态优先级调度和动态优先级调度。动态优先级调度可以实时地调整进程的优先级,以适应系统负载的变化。 Linux进程调度中还包括高级调度、中级调度和低级调度的概念。高级调度指的是作业调度,它决定将哪个作业调入内存执行;中级调度涉及内存管理,负责在内外存间对换进程;低级调度则是我们这里讨论的重点,即通常意义上的进程调度。中级调度的引入是为了管理虚拟存储器,它可以在内外存交换区进行进程的对换。 总而言之,Linux进程调度是操作系统的中心组成部分,它负责管理进程的生命周期,合理分配处理器时间,确保系统的稳定运行。理解和掌握进程调度的工作原理,对于优化系统性能,提高用户满意度都具有重要的意义。