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在Linux操作系統(tǒng)中，進(jìn)程調(diào)度是內(nèi)核的一個重要組成部分，它負(fù)責(zé)決定哪個可運(yùn)行的進(jìn)程將獲得CPU時間，Linux采用了多種調(diào)度策略和算法來確保系統(tǒng)資源的合理分配和高效利用，以下是一些主要的Linux進(jìn)程調(diào)度規(guī)則和概念：
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1、調(diào)度策略（Scheduling Policies）
SCHED_OTHER（普通進(jìn)程）：這是Linux默認(rèn)的調(diào)度策略，適用于大多數(shù)普通進(jìn)程，這些進(jìn)程按照公平的方式被調(diào)度，即每個進(jìn)程都會被賦予一定的CPU時間。
SCHED_FIFO（先進(jìn)先出實(shí)時進(jìn)程）：實(shí)時進(jìn)程以它們變?yōu)榭蛇\(yùn)行的順序來執(zhí)行，一旦開始執(zhí)行，它們會一直運(yùn)行，直到完成、自愿放棄CPU或被更高優(yōu)先級的實(shí)時進(jìn)程搶占。
SCHED_RR（輪轉(zhuǎn)實(shí)時進(jìn)程）：實(shí)時進(jìn)程以時間片輪轉(zhuǎn)的方式執(zhí)行，每個實(shí)時進(jìn)程被分配一個時間片，并在該時間片內(nèi)運(yùn)行，當(dāng)時間片用盡時，如果還有其他相同優(yōu)先級的實(shí)時進(jìn)程等待運(yùn)行，則進(jìn)行輪轉(zhuǎn)。
2、調(diào)度算法（Scheduling Algorithms）
CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平調(diào)度器）：這是Linux 2.6.23版本引入的默認(rèn)調(diào)度算法，用于SCHED_OTHER策略，CFS旨在為每個進(jìn)程提供等量的CPU時間，確保所有進(jìn)程公平分享處理器時間。
RealTime Scheduler：對于實(shí)時進(jìn)程，Linux使用兩種實(shí)時調(diào)度策略：SCHED_FIFO和SCHED_RR，實(shí)時調(diào)度器確保實(shí)時進(jìn)程能夠根據(jù)其優(yōu)先級立即獲得CPU時間。
3、優(yōu)先級（Priority）
在Linux中，每個進(jìn)程都有一個優(yōu)先級值，稱為nice值，nice值的范圍從20到+19，較低的值表示較高的優(yōu)先級，普通進(jìn)程的nice值可以在運(yùn)行時通過nice命令或renice命令調(diào)整。
實(shí)時進(jìn)程具有更高的優(yōu)先級，它們的優(yōu)先級范圍是從0到99，數(shù)值越低，優(yōu)先級越高。
4、多隊(duì)列調(diào)度（MultiQueue Scheduling）
為了提高多處理器系統(tǒng)的性能，Linux使用了多隊(duì)列調(diào)度，在這種模式下，每個處理器都有自己的運(yùn)行隊(duì)列，進(jìn)程可以綁定到特定的CPU上運(yùn)行，這有助于減少進(jìn)程在不同CPU之間的遷移，從而降低緩存失效和同步開銷。
5、負(fù)載平衡（Load Balancing）
即使使用了多隊(duì)列調(diào)度，Linux內(nèi)核也會監(jiān)控各個CPU的負(fù)載情況，并在必要時將進(jìn)程從一個CPU遷移到另一個CPU，以保持系統(tǒng)的負(fù)載均衡。
6、上下文切換（Context Switching）
當(dāng)內(nèi)核從一個進(jìn)程切換到另一個進(jìn)程時，會發(fā)生上下文切換，這個過程涉及到保存當(dāng)前進(jìn)程的狀態(tài)和加載新進(jìn)程的狀態(tài)，頻繁的上下文切換會增加系統(tǒng)開銷，因此內(nèi)核會盡量減少不必要的切換。
7、休眠和喚醒（Sleeping and Waking Up）
當(dāng)進(jìn)程暫時不需要CPU時，它可以進(jìn)入休眠狀態(tài)，內(nèi)核會在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)喚醒休眠的進(jìn)程，使其重新進(jìn)入可運(yùn)行狀態(tài)。
8、優(yōu)先級倒置（Priority Inversion）
為了避免高優(yōu)先級進(jìn)程被低優(yōu)先級進(jìn)程阻塞的情況，Linux實(shí)現(xiàn)了優(yōu)先級繼承和優(yōu)先級天花板等機(jī)制來減少優(yōu)先級倒置的影響。
9、CPU親和性（CPU Affinity）
通過設(shè)置CPU親和性，可以將進(jìn)程綁定到特定的CPU或CPU集上運(yùn)行，這有助于優(yōu)化性能和管理資源。
10、調(diào)度延遲（Scheduling Latency）
調(diào)度延遲是指從內(nèi)核決定喚醒一個進(jìn)程到該進(jìn)程實(shí)際開始運(yùn)行的時間，Linux調(diào)度器致力于最小化調(diào)度延遲，以提高響應(yīng)速度。
總結(jié)來說，Linux進(jìn)程調(diào)度規(guī)則和機(jī)制的設(shè)計(jì)目標(biāo)是確保系統(tǒng)資源的高效利用，同時提供公平的調(diào)度機(jī)會給所有進(jìn)程，并且支持實(shí)時任務(wù)的需求，了解這些規(guī)則和機(jī)制對于系統(tǒng)管理員和開發(fā)人員來說是非常重要的，因?yàn)樗鼈冎苯佑绊懙较到y(tǒng)的性能和響應(yīng)能力。
網(wǎng)站欄目：linux0.11進(jìn)程調(diào)度
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