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Linux操作系統(tǒng)作為開源操作系統(tǒng)，在服務(wù)器等領(lǐng)域具有很高的市場占有率。Linux為了保證其操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，采用了先進(jìn)的進(jìn)程調(diào)度和IO調(diào)度機制。本文將深入探討Linux進(jìn)程調(diào)度和IO調(diào)度的機制。
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一、Linux進(jìn)程調(diào)度機制
進(jìn)程調(diào)度是Linux系統(tǒng)中至關(guān)重要的決策過程，主要是為了使不同的進(jìn)程共享CPU資源，從而滿足不同用戶的需求。進(jìn)程調(diào)度主要分為內(nèi)核級調(diào)度和用戶級調(diào)度兩種，其中內(nèi)核級調(diào)度是負(fù)責(zé)選取就緒進(jìn)程并使其占用CPU的過程，用戶級調(diào)度是進(jìn)程自身的任務(wù)調(diào)度。內(nèi)核級調(diào)度主要采用時間片輪轉(zhuǎn)的算法對進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度。
1. 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度
時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度是最常見的進(jìn)程調(diào)度算法之一，其基本思想是按照時間片輪流分配CPU時間給每個進(jìn)程，保證所有進(jìn)程以大致相同的時間獲得CPU時間。當(dāng)進(jìn)程用完時間片后，該進(jìn)程會被放入等待隊列中，等待下一個時間片的到來。在Linux內(nèi)核中，時間片通常設(shè)置為10ms，也就是說每個進(jìn)程在10ms內(nèi)都有機會獲得CPU時間。
2. 多級反饋隊列調(diào)度
多級反饋隊列調(diào)度屬于改進(jìn)版的時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。其不同之處是隊列不止一級，每個隊列擁有不同的時間片，根據(jù)進(jìn)程CPU時間的使用情況，動態(tài)調(diào)整進(jìn)程在各個隊列之間的位置。當(dāng)進(jìn)程的等待時間長時，則會被移到優(yōu)先級較高的隊列中。反之，則會被移到優(yōu)先級較低的隊列中。
3. 實時調(diào)度
實時調(diào)度是用于響應(yīng)時間要求較高的任務(wù)的一種進(jìn)程調(diào)度方式。其基本思想是將可用的CPU時間分配給優(yōu)先級較高的進(jìn)程。實時調(diào)度分為SCHED_FIFO和SCHED_RR兩種類型。SCHED_FIFO采用先入先出的調(diào)度方式，即在進(jìn)程隊列中優(yōu)先級更高的進(jìn)程先被執(zhí)行，并一直執(zhí)行到其執(zhí)行完畢或被搶占為止。而SCHED_RR采用輪流調(diào)度的方式，保證每個進(jìn)程都有機會獲得CPU時間，以防止某個進(jìn)程無限制占用CPU時間。
二、Linux IO調(diào)度機制
IO調(diào)度機制是Linux中一種非常重要的調(diào)度分類。其主要作用是協(xié)助內(nèi)核對塊設(shè)備的IO請求進(jìn)行調(diào)度，提高系統(tǒng)的IO性能。Linux操作系統(tǒng)主要采用了三種IO調(diào)度算法，它們分別是CFQ、NOOP和Deadline。
1. CFQ調(diào)度算法
CFQ調(diào)度算法是基于隊列長度的調(diào)度算法。其對IO請求進(jìn)行排序，使IO請求得到循序漸進(jìn)的服務(wù)，以避免某部分請求的等待時間過長而影響整體效率。CFQ算法的主要特點是公平、可預(yù)測，適合用于支持多用戶多任務(wù)的操作系統(tǒng)上。
2. NOOP調(diào)度算法
NOOP調(diào)度算法最早應(yīng)用于陣列存儲系統(tǒng)的IO請求調(diào)度中。其基本思想是盡可能地減少調(diào)度開銷，以提高IO處理效率。如果IO請求達(dá)到時，其他IO請求會被緩沖到隊列之中，先進(jìn)先出地排隊等待服務(wù)。
3. Deadline調(diào)度算法
Deadline調(diào)度算法是基于時間周期的調(diào)度算法。其主要思想是通過IO請求的截止時間來對IO請求進(jìn)行調(diào)度，以避免產(chǎn)生延遲的IO請求對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。如果IO請求的截止時間過長，則會被分配到更靠后的時間周期中。
Linux操作系統(tǒng)作為一個非常成熟，開源的操作系統(tǒng)，采用了先進(jìn)的進(jìn)程調(diào)度和IO調(diào)度機制來提供更加穩(wěn)定和可靠的服務(wù)。進(jìn)程調(diào)度主要采用時間片輪轉(zhuǎn)，多級反饋隊列和實時調(diào)度等算法。而IO調(diào)度主要采用CFQ、NOOP和Deadline等算法，以提高系統(tǒng)的IO性能。在實際使用時，可以根據(jù)實際需要，根據(jù)不同情況選擇不同的進(jìn)程調(diào)度和IO調(diào)度算法，以達(dá)到更好的系統(tǒng)性能表現(xiàn)。
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- linux進(jìn)程、線程及調(diào)度算法（二）
linux進(jìn)程、線程及調(diào)度算法（二）
執(zhí)行一個 copy，但是只要任何修改，都造成分裂如，修改了chroot,寫memory，mmap，sigaction 等。
p1 是一個 task_struct, p2 也是一個 task_struct. linux內(nèi)核的調(diào)度器只認(rèn)得task_struck （不管你是進(jìn)程還是線程）, 對其進(jìn)行調(diào)度。
p2 的task_struck 被創(chuàng)建出來后，也有一份自己的資源。但是這些資源會短暫的與p1 相同。
進(jìn)程是區(qū)分資源的單位，你的資源是我的資源，那從概念上將就不叫進(jìn)程。
其他資源都好分配，唯一比較難的是內(nèi)存資源的重新分配。
非常簡單的程序，但是可以充分說明 COW。
結(jié)果：10 -> 20 -> 10
COW 是嚴(yán)重依賴于CPU中的MMU。CPU如果沒有 MMU,fork 是不能工作的。
在沒有mmu的CPU中，不可能執(zhí)行COW 的，所以只有vfork
vfork與fork相比的不同
P2沒有自己的 task_struct, 也就是說P1 的內(nèi)存資源 就是 P2的內(nèi)存資源。
結(jié)果 10,20,20
vfork：腔寬者
vfork 執(zhí)行上述流程，P2也只是指向了P1的mm，那么將這個vfork 放大，其巧旅余的也全部clone，共同指向P1，那么就是線程的屬性了。
phtread_create -> Clone()
P1 P2 在內(nèi)核中都是 task_struct. 都可以被調(diào)度。共享資源可調(diào)度，即線程。
這就是線程為什么也叫做輕量級進(jìn)程
不需要太糾結(jié)線程和進(jìn)程的區(qū)別。
4651 ： TGID
, 4653 tid 內(nèi)核中 task_struct 真正的pid
linux 總是白發(fā)人 送 黑發(fā)人。如果父進(jìn)程在子進(jìn)程推出前掛掉了。那么子進(jìn)程應(yīng)該怎么辦？
p3 -> init， p5 -> subreaper
每一個孤兒都會找最近的火葬場
可以設(shè)置進(jìn)程的屬性，將其變?yōu)閟ubreaper，會像1號進(jìn)程那樣收養(yǎng)孤兒進(jìn)程。
linux的進(jìn)程睡眠依靠等待隊列，這樣的機制類似與涉及模式中的訂閱與發(fā)布。
睡眠，分兩種
每一個進(jìn)程都是創(chuàng)建出來的，那么之一個進(jìn)程是誰創(chuàng)建的呢？
init 進(jìn)程是被linux的
0 進(jìn)程
創(chuàng)建出來的。開機創(chuàng)建。
父進(jìn)程就是 0 號進(jìn)程，但在pstree，是看不到0進(jìn)程的。因為0進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程后，就退化成了idle進(jìn)程。
idle進(jìn)程是 linux內(nèi)核里，特殊調(diào)伍薯度類。
所有進(jìn)程都睡眠停止
，則調(diào)度idle進(jìn)程，進(jìn)入到 wait for interrupte 等中斷。此時 cpu及其省電，除非來一個中斷，才能再次被喚醒。
喚醒后的任何進(jìn)程，從調(diào)度的角度上說，都比idle進(jìn)程地位高。idle是調(diào)度級別最更低的進(jìn)程。
0 進(jìn)程 一跑，則進(jìn)入等中斷。一旦其他進(jìn)程被喚醒，就輪不到 0進(jìn)程了。
所有進(jìn)程都睡了，0就上來，則cpu需要進(jìn)入省電模式
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