Linux-----进程的调度基本原则和实现方式
基本原则
公平性
Linux调度器追求公平性,即每个运行中的进程都有机会获得CPU时间。这通过使用时间片轮转算法和动态优先级调度来实现。Linux将进程分为实时(real-time)和普通(normal)进程,以确保实时任务不会被普通任务长时间阻塞。
优先级
Linux采用了静态优先级和动态优先级相结合的方式。
静态优先级是在进程创建时分配的。
而动态优先级根据进程的行为和响应时间进行调整。这使得操作系统能够在运行时根据进程的需求进行调度。
时间片
Linux使用时间片轮转调度算法,每个进程被分配一个时间片(通常为几毫秒),在时间片用尽之后,调度器将切换到下一个就绪的进程。这确保了进程的公平共享CPU资源。
I/O阻塞
Linux调度器能够识别I/O阻塞,当一个进程在等待I/O操作完成时,调度器会将CPU分配给其他就绪的进程,以充分利用CPU时间。
实现方式:
完全抢占式内核
Linux是一个完全抢占式内核,这意味着任何时刻都可以中断当前运行的进程,切换到其他进程。这样可以确保及时响应外部事件和实时任务的需要。
CFS调度器
Linux内核使用CFS(Completely Fair Scheduler)调度器来管理进程的时间片。CFS调度器追求公平性,使用红黑树数据结构来维护进程队列,以便有效地选择下一个要运行的进程。
优先级和动态权重:
Linux使用进程的静态优先级和动态权重来调度。进程的静态优先级根据Nice值(用于调整进程优先级)确定。而动态权重在每个时间片结束时重新计算,以确保CPU时间的公平分配。
调度策略
调度策略:Linux支持多种调度策略,包括先进先出(FIFO)、轮转(Round Robin)、实时(Real-time)等。不同的策略适用于不同类型的任务。
IRQ和软中断
Linux对中断请求(IRQ)和软中断也进行了调度。IRQ是硬件中断,而软中断是内核内部事件的一种形式。调度器确保它们按照优先级进行处理。