Linux内核进程调度详解：策略与算法

"深入理解Linux内核第七章进程管理，主要涵盖了Linux内核中的调度策略和算法，包括实时进程和普通分时进程的处理。" 在Linux内核中，进程管理是一个至关重要的部分，它涉及到系统的性能和响应能力。本章节主要介绍了Linux 2.6内核的抢占式调度机制，以及不同类型的进程调度策略和算法。 首先，调度策略是决定何时何地选择一个新进程运行的规则。传统的调度目标包括缩短进程响应时间、提高后台作业的吞吐量以及平衡不同优先级进程的调度。Linux内核采用了一系列策略来满足这些目标。 在Linux内核中，进程分为I/O受限和CPU受限两类，不同的类型可能会有不同的调度需求。调度算法则根据进程的特性进行分类，主要有以下几种： 1. SCHED_FIFO：这是一种先进先出的实时调度策略，用于优先级高的实时进程。一旦有更高优先级的进程就绪，当前运行的SCHED_FIFO进程将被立即抢占。 2. SCHED_RR：时间片轮转的实时调度策略，同样用于实时进程，但会在时间片用完后切换到下一个进程。 3. SCHED_NORMAL：这是最常见的分时调度策略，适用于大多数普通进程。每个普通进程都有静态优先级，范围从100到139，其静态优先权决定了基本时间片的长度。根据公式计算，静态优先权越低，时间片越长。 动态优先权是调度程序实际使用的一个值，它会根据进程的行为如睡眠时间进行调整。动态优先权的计算与静态优先权、奖励值（bonus）相关，奖励值取决于进程平均睡眠时间。调度程序还会维护活动进程和过期进程两个集合，以避免进程饥饿现象。 实时优先权是针对实时进程的，范围在1到99之间。实时进程可能因更高优先级进程抢占、自身阻塞、停止或被杀而失去CPU使用权。如果实时进程选择了SCHED_RR，那么它将遵循时间片轮转规则。 Linux内核的进程管理是一个复杂而精细的系统，通过各种调度策略和算法确保系统资源的高效利用，同时保证了不同类型进程的公平性和响应性。深入理解这些机制对于优化系统性能和开发高效应用程序至关重要。