linux新一代调度器原理与实现

Linux新一代调度器的原理是什么？它如何实现？

Linux新一代调度器是CFS（Completely Fair Scheduler），它核心的思想是公平性，即对所有进程都要公平地分配CPU时间片。CFS通过维护一个红黑树来实现进程的调度，每个进程在红黑树中对应一个节点，节点的关键字表示进程所消耗的CPU时间。CFS会选取节点中关键字最小的进程进行调度。

CFS的另一个特点是支持多核CPU和CPU热插拔。它维护了一个比例变量，该变量表示CPU的总时间片数，每个进程的权重就是该进程最小的CPU时间片数除以CPU总时间片数的比例。当CPU核心数量改变时，CFS会根据调整CPU总时间片数来保持进程的权重比例不变。

CFS还支持实时进程和非实时进程的共存，实时进程的优先级高于非实时进程。CFS将实时进程单独分成一组进行调度，而非实时进程分成另一组进行调度。

总之，CFS通过维护一个红黑树实现进程的公平调度，支持多核CPU和CPU热插拔，支持实时进程和非实时进程的共存。

相关问题

linux内核原理与实现

Linux内核是一种操作系统内核，是一种绝对核心的部件，它负责掌控计算机的硬件设备（如磁盘驱动器、打印机、键盘等）和基本服务（如进程、内存、文件和网络操作等）。Linux内核逐渐地以开源和自由软件（OSS）的形式发布，并且允许任何人修改和重新编译。

Linux内核的实现可以分为理论分析和实践两个方面。从理论来看，Linux内核采用了大量的计算机系统理论、数据结构、通信协议和操作系统设计方法。实际上，Linux内核的实现也依赖于开发者的经验和技能，包括C编程、汇编语言、内存管理、进程调度和交互操作等方面。Linux内核构建在层次化的系统结构之上，从系统服务直到硬件控制器都可以在相应的层次上被访问和操作。

另外，Linux内核也支持模块化编程，即开发者可以将某些功能单元作为可下载的动态模块加载进内存，而不是将其编译进主内核。这大大提高了Linux内核的灵活性和可定制性。而且，它还支持对客户端和服务端的多线程编程。

总结来看，Linux内核的实现取决于计算机理论和实践两个方面的结合，同时也依赖于开发者的经验和技能，这使得Linux内核成为一个强大而灵活的操作系统内核。

linux进程调度算法c实现

### 回答1：
Linux进程调度算法的C语言实现是指在Linux操作系统中，使用C语言编写代码来实现进程调度算法。Linux操作系统中常用的进程调度算法有多种，如先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。

在C语言中，可以使用系统调用函数来实现进程调度算法。例如，使用sched_yield()函数可以让当前进程主动放弃CPU，让其他进程运行。另外，可以使用sched_setscheduler()函数来设置进程的调度策略和优先级等参数。

需要注意的是，Linux操作系统中的进程调度算法是由内核实现的，而不是由用户程序实现的。因此，用户程序只能通过系统调用函数来调用内核提供的进程调度接口，而不能直接实现进程调度算法。

### 回答2：
Linux进程调度算法是指为了保证系统资源的合理利用和高效运行，必须对进程进行优先级排序和调度。进程调度是指在多道程序环境下，为了合理地利用CPU，让CPU在各个进程间进行切换的过程。

在Linux中，进程调度算法分为两类：基于优先级的调度算法和时间片轮转调度算法。其中，基于优先级的调度算法又分为静态优先级和动态优先级两种。Linux内核2.6版本中采用了O(1)调度算法，而在2.6版本之后，内核又采用了CFS（Completely Fair Scheduler）调度算法。

O(1)调度算法是基于动态优先级的调度算法，以进程的优先级为选择标准，根据进程的优先级和时间片大小来调度进程。这种调度方式的核心是按照进程的优先级划分成多个就绪队列，每个队列中的进程优先级别不同，时间片也不一样。在进程运行时，根据它的运行时间和优先级，将其移动到相应的就绪队列。

CFS调度算法则是基于时间片轮转调度算法的改进，它计算每个进程的运行时间片长短，将CPU时间片分配给各个进程，使系统中的每个进程都能够获得公平的CPU时间，避免发生饥饿现象。CFS调度算法的核心思想是让每个进程的运行时间与进程的优先级成反比例，从而建立了一个类似于虚拟进程饼图的数据结构，通过不断的更新和调整，保证各个进程之间的运行时间公平。

不同的调度算法有着不同的实现方式，但都是在内核层级进行的。Linux内核为了保证CPU的高效利用，适时地预留一部分执行时间用于内核操作，同时又需要保证系统资源的高效利用，所以选择了相对公平的CFS调度算法。在实现中，通过时间片长度的调整、进程运行时间的计算和进程优先级的动态调整等方式来实现进程的调度。

### 回答3：
Linux进程调度算法在系统中起着至关重要的作用，能够合理地分配CPU资源，保证系统的稳定性和高效性。其中，C语言的实现方式具有操作系统底层的高效性和可靠性，是较为常见的实现方式。

在Linux系统中，调度算法主要分为两类：时间片轮转调度算法和完全公平调度算法。其中，时间片轮转调度算法采用了一种循环分配的方式，每个进程都会获得一定的时间片来占用CPU，如果时间片用完，则被挂起；完全公平调度算法则是根据每个进程的优先级进行调度，优先级较高的进程会获得更多的CPU时间。

在C语言的实现中，系统通过定义几个关键的数据结构来实现调度算法。比如，在时间片轮转调度算法中，可以定义一个进程队列结构和一个定时器结构，用于记录进程的执行情况和时间片的分配情况，及时触发进程切换。在完全公平调度算法中，还需定义一个红黑树结构，用于快速查找各个进程的优先级和比较优先级大小。

此外，在C语言的实现过程中，还需注意一些细节问题。比如，为了避免死锁或者优先级反转等问题，调度算法还需要一些额外的措施，比如进程状态机的设计和优先级反转机制的引入等。同时还需要注意程序的效率和可靠性，通过充分的测试和调试保证程序的正确运行和高效性。

总之，Linux进程调度算法的C语言实现是系统调度算法设计中的重要环节，通过对关键数据结构和机制的设计和实现，能够为系统提供高效和稳定的CPU资源调度。