Linux-----进程的调度基本原则和实现方式

目录

• 基本原则
  • 公平性
  • 优先级
  • 时间片
  • I/O阻塞
• 实现方式：
  • 完全抢占式内核
  • CFS调度器
  • 优先级和动态权重：
  • 调度策略
  • IRQ和软中断

 

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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。

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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。