一个线程调度策略的例子

创建线程：
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine)(void*), void *arg);

接下来要说的是：创建线程后，设置线程优先级的问题。

获取/设置当前线程使用的调度策略：
函数： int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *attr, int *policy);
int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int policy); //主要使用sched_param.__sched_priority
成功返回0，否则返回-1
policy一般为：SCHED_FIFO, SCHED_RR 和 SCHED_OTHER。其定义出处见sched.h
/* Scheduling algorithms. */
#define SCHED_OTHER 0
#define SCHED_FIFO 1
#define SCHED_RR 2
#ifdef __USE_GNU
# define SCHED_BATCH 3
# define SCHED_IDLE 5

系统创建线程时，默认的线程是SCHED_OTHER。
(1)注意：有时候你会发现获取调度策略返回-1，这种现象跟编译方式有关，请在编译选项上加上-lpthread

 

获取某一种调试策略下优先级极值：即获得线程可以设置的最高和最低优先级
int sched_get_priority_max(int policy);
int sched_get_priority_min(int policy);
说明：
SCHED_OTHER是不支持优先级使用的，
而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用，他们分别为1和99，数值越大优先级越高。
三种策略下的极值如下：
SCHED_OTHER: (0-0)
SCHED_FIFO: (1-99)
SCHED_RR: (1-99)

结论：
如果程序控制线程的优先级，一般是用pthread_attr_getschedpolicy来获取系统使用的调度策略，
如果是SCHED_OTHER的话，表明当前策略不支持线程优先级的使用，否则可以。当然所设定的优先级范围必须在最大和最小值之间。
我们可以通过sched_get_priority_max和sched_get_priority_min来获取。
理论上，可以通过int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int policy);来设定自己所需的调度策略

再接下来，在允许使用线程优先级别的时候，如何设置优先级别？
int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *attr, const struct sched_param *param);
int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *attr, struct sched_param *param);
其中struct sched_param中的__sched_priority用来设定线程的优先级

(2)int pthread_setschedparam(pthread_t thread, int policy, const struct sched_param *param);
int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *restrict attr, const struct sched_param *restrict param);
前者是修改现在正在执行中的线程，具体地说，就是在pthread_create之后才能使用。
后者是修改将要创建的线程的参数，在pthread_create就要使用了。

概念：策略优先级：
函数：int pthread_getschedparam (pthread_t thread, int policy, struct sched_param *param)
举例，在线程内部编码如下：
int policy = 0;
struct sched_param param;
pthread_getschedparam(pthread_self(),&policy, &param);

 

例子：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

void *Thread1(void *arg)
{
        sleep(1);
        int policy;
        struct sched_param param;
        pthread_getschedparam(pthread_self(), &policy, &param);
        printf("Thread1:policy(%d), PRI(%d)\n", policy, param.__sched_priority);

        for(int i=1;i<10;i++)
        {
                for(int j=1;j<5000000;j++)
                {
                }
                printf("thread 1\n");
        }
        printf("Pthread 1 exit\n");
}

void *Thread2(void *arg)
{
        sleep(1);
        int policy;
        struct sched_param param;
        pthread_getschedparam(pthread_self(), &policy, &param);
        printf("Thread2:policy(%d), PRI(%d)\n", policy, param.__sched_priority);

        for(int i=1;i<10;i++)
        {
                for(int j=1;j<5000000;j++)
                {

                }
                printf("thread 2\n");
        }
        printf("Pthread 2 exit\n");
}

void *Thread3(void *arg)
{
        sleep(1);
        int policy;
        struct sched_param param;
        pthread_getschedparam(pthread_self(),&policy,&param);
        printf("Thread3:policy(%d), PRI(%d)\n", policy, param.__sched_priority);

        for(int i=1;i<10;i++)
        {
                for(int j=1;j<5000000;j++)
                {
                }
                printf("thread 3\n");
        }
        printf("Pthread 3 exit\n");
}


int main()
{
        int i;
        i = getuid();
        if(i==0)
                printf("The current user is root\n");
        else
                printf("The current user is not root\n");

        pthread_t tid1,tid2,tid3;
        struct sched_param param;

        pthread_attr_t attr3,attr2,attr1;

        //thread attr init
        pthread_attr_init(&attr1);
        pthread_attr_init(&attr2);

        //thread attr setting
        param.sched_priority = 51;
        pthread_attr_setschedpolicy(&attr1,SCHED_RR);
        pthread_attr_setschedparam(&attr1,&param);
        pthread_attr_setinheritsched(&attr1,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);//要使优先级其作用必须要有这句话

        param.sched_priority = 21;
        pthread_attr_setschedpolicy(&attr2,SCHED_RR);
        pthread_attr_setschedparam(&attr2,&param);
        pthread_attr_setinheritsched(&attr2,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);

        pthread_attr_init(&attr3);

        //thread create
        pthread_create(&tid3,&attr3, Thread3,NULL);
        pthread_create(&tid2,&attr2,Thread2,NULL);
        pthread_create(&tid1,&attr1,Thread1,NULL);

        //thread wait
        pthread_join(tid3,NULL);
        pthread_join(tid2,NULL);
        pthread_join(tid1,NULL);

        //thread desory attr
        pthread_attr_destroy(&attr1);
        pthread_attr_destroy(&attr2);

        return 0;
}

 

运行结果：g++ 2-sched.cpp -lpthread

[root@localhost thread]# ./a.out 
The current user is root
Thread1:policy(2), PRI(51)
Thread2:policy(2), PRI(21)
Thread3:policy(0), PRI(0
thread 2
thread 1
thread 3
thread 1
thread 2
thread 3
thread 1
thread 2
thread 3
thread 1
thread 2
thread 3
thread 1
thread 2
thread 3
thread 1
thread 2
thread 3
thread 1
thread 2
thread 3
thread 1
thread 2
thread 3
thread 1
Pthread 1 exit
thread 2
Pthread 2 exit
thread 3
Pthread 3 exit

 

结论：

这 里我们可以看到，由于线程3的调度策略是SCHED_OTHER，而线程2的调度策略是SCHED_RR，所以，在Thread3中，线程3被线程1，线 程2给抢占了。由于线程1的优先级大于线程2的优先级，所以，在线程1以先于线程2运行，不过，这里线程2有一部分代码还是先于线程1运行了。
我原以为，只要线程的优先级高，就会一定先运行，其实，这样的理解是片面的，特别是在SMP的PC机上更会增加其不确定性。
其实，普通进程的调度，是CPU根据进程优先级算出时间片，这样并不能一定保证高优先级的进程一定先运行，只不过和优先级低的进程相比，通常优先级较高的 进程获得的CPU时间片会更长而已。其实，如果要想保证一个线程运行完在运行另一个线程的话，就要使用多线程的同步技术，信号量，条件变量等方法。而不是绝对依靠优先级的高低，来保证。
不过，从运行的结果上，我们可以看到，调度策略为SCHED_RR的线程1，线程2确实抢占了调度策略为SCHED_OTHER的线程3。这个是可以理解的，由于SCHER_RR是实时调度策略。
只有在下述事件之一发生时，实时进程才会被另外一个进程取代。
（1） 进程被另外一个具有更高实时优先级的实时进程抢占。
（2） 进程执行了阻塞操作并进入睡眠
（3）进程停止（处于TASK_STOPPED 或TASK_TRACED状态）或被杀死。
（4）进程通过调用系统调用sched_yield()，自愿放弃CPU 。
（5）进程基于时间片轮转的实时进程（SCHED_RR），而且用完了它的时间片。

   基于时间片轮转的实时进程是，不是真正的改变进程的优先级，而是改变进程的基本时间片的长度。所以基于时间片轮转的进程调度，并不能保证高优先级的进程先运行。