Linux进程调度详解：策略、算法与实时性

"Linux进程调度的学习笔记" 在Linux操作系统中，进程调度是系统管理核心资源——CPU执行权的关键机制。调度的主要目标是确保系统的公平性、响应时间和效率。本笔记主要探讨了Linux进程调度的策略、分类以及不同类型的调度算法。 1. 调度策略 Linux采用动态优先级调整来平衡各个进程的需求。长时间未获得CPU执行的进程会被赋予更高的优先级，而持续占用CPU的进程则会被降低优先级。根据进程的特性，它们可以分为三类：CPU受限进程、I/O受限进程以及交互式和批处理进程。对于交互式和批处理进程的区分，Linux通过分析进程的历史行为来决定。 2. 进程抢占 当一个进程处于TASK_RUNNING状态时，如果其动态优先级高于当前运行的进程，或者当前进程的时间片用完，内核就会进行抢占。抢占可以在内核态或用户态发生，并不意味着被抢占的进程会被挂起，而是暂时让出CPU，等待下一次调度。 3. 时间片长度 时间片长度的确定是个权衡问题，需要考虑系统响应时间和进程切换开销。过短的时间片可能导致频繁的上下文切换，增加开销；过长则可能使其他进程等待过久。 4. 调度算法 - SCHED_FIFO：这是一种实时调度策略，遵循先进先出的原则。一旦获得CPU，进程将一直运行，除非有更高优先级的实时进程出现。 - SCHED_RR：时间片轮转的实时调度，进程在运行完指定时间片后会移到队列末尾，等待再次执行。 - SCHED_NORMAL：这是用于普通分时进程的调度策略，进程的静态优先级会影响其调度。 5. 普通进程调度 普通进程的静态优先级范围在100-139，可以通过nice()或setpriority()函数进行调整。静态优先级决定了基本时间片，动态优先级则根据进程的行为（如睡眠时间）进行奖惩调整。为了避免进程饥饿，Linux还引入了活动和过期进程的概念，以确保每个进程都有机会获得执行。 总结来说，Linux进程调度是一个复杂而精细的过程，它通过多种策略和算法来确保系统的高效运行和公平资源分配。理解这些概念对于优化系统性能和调试应用程序至关重要。