CFS调度器深度解析：组调度机制与实现

"本文将深入探讨CFS调度器中的组调度机制，旨在解决多用户环境下CPU资源分配不公的问题。CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平调度器）是Linux内核中的默认进程调度器，它以时间片轮转的方式确保每个进程都能公平地获得CPU时间。然而，在多用户场景下，当用户A运行的进程数量远大于用户B时，传统的CFS调度可能会导致用户B的进程得到的CPU时间极其有限。为了解决这一问题，Linux引入了组调度，使得调度单元由单个进程扩展到用户组，从而确保每个用户能够获得相等的CPU时间份额。 在CFS组调度中，用户A和用户B被视为两个不同的用户组，即使用户A有多个进程，两个用户组也能平分CPU时间。每个进程仍然通过task_struct结构表示，同时包含调度实体sched_entity参与调度。而在组调度中，引入了task_group结构来描述一个用户组，该结构包含了组内所有进程的信息。task_group内部的调度实体groupse继承自sched_entity，用于管理组级别的调度。 具体来说，`struct task_group`定义如下： 1. `struct sched_entity se;`：这是组的调度实体，用于表示组在CPU上的运行状态和权重。 2. `struct cfs_rq *cfs_rq;`：每个组都有一个对应的CFS运行队列，用于存储组内所有可运行的调度实体，这些实体会根据虚拟运行时间(vruntime)进行排序。 3. `unsigned long shares;`：这个字段表示组的权重，用于决定组在CPU资源分配中的相对比例。 在SMP（Symmetric Multi-Processing）系统中，每个CPU上都有一个CFS运行队列，其中包含多个任务组的调度实体。当需要进行调度决策时，CFS调度器会考虑所有组的权重，并按比例分配CPU时间。例如，用户A的组和用户B的组各有50%的权重，那么它们将平均分配CPU时间，即使用户A有9个进程，每个进程也能得到5.5%的时间，而用户B的单个进程则获得50%的时间。 组调度的实现还涉及到了CPU负载均衡、组的权重动态调整以及资源限制等方面。通过配置`CONFIG_CGROUPS`和`CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED`选项，可以启用组调度功能。CFS组调度机制通过将资源分配的粒度提升到用户组级别，有效地实现了多用户环境下的公平资源分配。"