20135320赵瀚青LINUX第四章读书笔记
概述
什么是进程调度
- 进程调度：在可运行态进程之间分配有限处理器时间资源的内核子系统。
一、调度策略
4.1进程类型
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I/O消耗型进程：大部分时间用来提交I/O请求或是等待I/O请求，经常处于可运行状态，但运行时间短，等待请求过程时处于阻塞状态。如交互式程序。
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处理器消耗型进程：时间大都用在执行代码上，除非被抢占否则一直不停的运行。
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综合型：既是I/O消耗型又是处理器消耗型。
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调度策略要在：进程响应迅速（响应时间短）和最大系统利用率（高吞吐量）之间寻找平衡。
4.2 调度概念
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优先级：基于进程价值和对处理器时间需求进行进程分级的调度。
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时间片：表明进程被抢占前所能持续运行的时间，规定一个默认的时间片。时间片过长导致系统交互性的响应不好，
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程序并行性效果差；时间片太短增大进程切换带来的处理器耗时。矛盾！
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间片耗尽进程运行到期，暂时不可运行状态。直到所有进程时间片都耗尽，重新计算进程时间片。
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Linux调度程序提高交互式程序优先级，提供较长时间片；实现动态调整优先级和时间片长度机制。
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进程抢占：Linux系统是抢占式，始终运行优先级高的进程。
4.3 策略
- 决定调度程序在何时让进程运行。
4.3.1 I/O消耗型和处理器消耗型的进程
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I/O消耗型：大多时间在提交或等待I/O请求。
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处理器消耗型：大多时间在执行代码。不属于I/O驱动类型。
4.3.2 进程优先级
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相同优先级按照轮转方式进行调度。
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调度程序总是选择时间片未用尽且优先级高的进程运行。
4.3.3 时间片
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nice值作为权重将调整进程所使用的处理器时间使用比。
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I/O消耗型：不需要长的时间片。
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处理器消耗型：需要越长越好的时间片。
4.3.4 调度策略的活动
文字编辑程序显然是 1/0 消耗型的，因为它大部分时间都在等待用户的键盘输入〈无论用户的输入速度有多快，都不可能赶上处理的速度λ 用户总是希望按下键系统就能马上响应。
视频编码程序是处理器消耗型的。
4.4 Linux调度算法
4.4.1 调度器类
以模块方式提供的，这样做的目的是允许不同类型的进程可以有针对性地选
择调度算哉。
4.4.2 Unix系统中的进程调度
4.4.3 公平调度
CFS的做怯是允许每个进程运行一段时间、循环轮转、选择运行最少的进程作为下一个运行进程，而不再采用分配给每个进程时间片的做法了，在所有可运行进程总数基础上计算出一个进程应该运行多久。 - -
nice 值在 CFS 中被
作为进程获得的处理器运行比的权重：越高的nice 值（越低的优先级）进程在得更低的处理器
使用权重。
可运行进程数量趋于无穷，每个最少也能获得 lms 的运行时间。
任何进程所获得的处理器时间是由它自己和其他所有可运行进程nice 值的相对差值决定的。
4.5 Linux调度的实现
4.5.1 时间记账
所有的调度器都必须对进程运行时间做记账。
CFS 使用调度器实体结构（定义在文件＜linux/sched.h＞的 struct_sched _entity 中）来追踪进程运行记账。
CFS 使用 vruntime 变量来记录一个程序到底运行了多长时间以及它还应该再运行多久。
定义在kemeVsched_fair.c 文件中的 update_curr(）函数实现了该记账功能。
update_ currO 计算了当前进程的执行时间，并且将其存放在变量delta_exec 中，update_ curr（）是囱系统定时器周期性调用。
4.5.3 调度器入口
主要入口点是函数schedule（），它定义在文件kemel/sched.c中。
4.5.4 睡眠和唤醒
睡眠：为了等待一些事件。
内核的操作都相同 2 进程把自己标记成休眠状态，从可执行红黑树中移出，放入等待队列，然后调用 schedule（）选择和执行一个其他进程。
唤醒的过程刚好相反进程被设置为可执行状态，然后再从等待队列中移到可执行红黑树中。
4.6.1 用户抢占
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用户抢占在以下情况时产生：
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从系统调返回用户空间时；
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从中断处理程序返回用户空间时；
4.6.2 内核抢占
内核抢占会发生在：
中断处理程序正在执行，且返回内核空间之前
内核代码再一次具有可抢占性
如果内核中的任务显式地调用 schedule()
如果内核中的任务阻塞（这同样也会导敖调用 schedule()
4.7 实时调度策略
两种策略
SCHED_FIFO和 SCHED_RR
SCHED_FIFO 实现了一种简单的、先入先出的调度算怯
SCHED_RR 是带有时闹片的 SCHED_FIFO，一种实时轮流调度算挂．
4.8 与调度相关的系统调用
4.8.1 与调度策略和优先级相关的系统调用
sched_setparam（）和sched__getparam（）分别用于设置和获取进程的实时优先级
nice（）函数会调用内核的 set_ user_ nice（）函数，这个函数会设置进程的 task_struct 的 static_prio 和prio 值。
