posix多线程有感--线程高级编程（线程调度以及优先级设置）

当在属性对象中设置调度策略或优先级时，必须同时设置inheritsched属性（即继承属性设置为：PTHREAD_EXPLICIT_SCHED）。

linux内核的三种调度方法：
SCHED_OTHER 分时调度策略
SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务
SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转
       实时进程将得到优先调用，实时进程根据实时优先级决定调度权值，分时进程则通过nice和counter值决定权值，nice越小，counter越大，被调度的概率越大，也就是曾经使用了cpu最少的进程将会得到优先调度。
       SHCED_RR和SCHED_FIFO的不同：当采用SHCED_RR策略的进程的时间片用完，系统将重新分配时间片，并置于就绪队列尾。放在队列尾保证了所有具有相同优先级的RR任务的调度公平。
       SCHED_FIFO一旦占用cpu则一直运行。一直运行直到有更高优先级任务到达或自己放弃。如果有相同优先级的实时进程（根据优先级计算的调度权值是一样的）已经准备好，FIFO时必须等待该进程主动放弃后才可以运行这个优先级相同的任务。而RR可以让每个任务都执行一段时间。

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void*), void *arg);
来创建线程，但是如何设置线程的优先级呢？
在讨论这个问题的时候，我们先要确定当前线程使用的调度策略，posix提供了
int pthread_attr_getschedpolicy(const pthread_attr_t *attr, int *policy);
函数来获取所使用的调度策略，它们是：SCHED_FIFO, SCHED_RR 和 SCHED_OTHER。
我们可以使用：
int sched_get_priority_max(int policy);
int sched_get_priority_min(int policy);
来获取线程线程可是设置的最大和最小的优先级值，如果调用成功就返回最大和最小的优先级值，否则返回－1。
从我现在运行的linux系统中，我使用下列程序（程序见附录）获取了对应三种调度策略中的最大和最小优先级：
policy = SCHED_OTHER
Show current configuration of priority
max_priority = 0
min_priority = 0
Show SCHED_FIFO of priority
max_priority = 99
min_priority = 1
Show SCHED_RR of priority
max_priority = 99
min_priority = 1
Show priority of current thread
priority = 0
Set thread policy
Set SCHED_FIFO policy
policy = SCHED_FIFO
Set SCHED_RR policy
policy = SCHED_RR
Restore current policy
policy = SCHED_OTHER
          我们可以看到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。 从上面的结果我们可以看出，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。
#include    <stdio.h>
#include    <stdlib.h>
#include    <unistd.h>
#include    <pthread.h>
#include    <signal.h>
#include    <string.h>
void * thr_fun(void *arg)
{
    int policy, ret;
    struct sched_param param;
    //获取线程调度参数
    ret = pthread_getschedparam(pthread_self(), &policy, &param);
    if(ret!=0)
    {
        printf("pthread_getschedparam %s\n", strerror(ret) );
        exit(1);
    }
    if (policy == SCHED_FIFO)
    {
        printf("policy:SCHED_FIFO\n");
    }
    else if (policy == SCHED_OTHER)
    {
        printf("policy:SCHED_OTHER\n");
    }
    else if (policy == SCHED_RR)
    {
        printf("policy:SCHED_RR\n");
    }
    printf("param: %d\n", param.sched_priority);
    printf("pthread getpid = %d\n",getpid());
    long long i;
    while (1) {
        i++;
        i *= 2;
    }
    pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
    int ret;
    pthread_t tid;
    pthread_attr_t attr;
    int policy, inher;
    struct sched_param param;

    //初始化线程属性
    pthread_attr_init(&attr);
    //获取继承的调度策略
    ret = pthread_attr_getinheritsched(&attr, &inher);
    if (ret!=0)
    {
        printf("pthread_attr_getinheritsched %s\n", strerror(ret));
        exit(1);
    }

    if (inher == PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)
    {
        printf("PTHREAD_EXPLICIT_SCHED\n");
    }
    else if (inher == PTHREAD_INHERIT_SCHED)
    {
        printf("PTHREAD_INHERIT_SCHED\n");
        inher = PTHREAD_EXPLICIT_SCHED;
    }
    //设置继承的调度策略
    //必需设置inher的属性为 PTHREAD_EXPLICIT_SCHED，否则设置线程的优先级会被忽略
    ret = pthread_attr_setinheritsched(&attr, inher);
    if (ret!=0)
    {
        printf("pthread_attr_setinheritsched %s\n", strerror(ret));
        exit(1);
    }
    sleep(1);
    policy = SCHED_FIFO;//在Ubuntu10.04上需要root权限
    //设置线程调度策略
    ret = pthread_attr_setschedpolicy(&attr, policy);
    if (ret!=0)
    {
        printf(" pthread_attr_setschedpolicy%s\n", strerror(ret));
        exit(1);
    }
    param.sched_priority = 3;
    //设置调度参数
    ret = pthread_attr_setschedparam(&attr, &param);
    if (ret!=0)
    {
        printf(" pthread_attr_setschedparam %s\n", strerror(ret));
        exit(1);
    }
    //创建线程
    ret = pthread_create(&tid, &attr, thr_fun, NULL);
    if (ret!=0)
   {
        printf("pthread_create %s\n", strerror(ret));
        exit(1);
    }
    printf("main getpid = %d\n",getpid());
    sleep(5);
    while (1) {
        printf("hello world\n");
        printf("getpid = %d\n",getpid());
    }
    pthread_join(tid, NULL);
    pthread_exit(NULL);
}

root@# top -H

Priority 3 FIFO [99-100-3=-4]???

root@:/proc/3408/task/3409# cat sched  

实时进程优先级：  
prio = MAX_RT_PRIO（100）– 1 – rt_priority（3）= 96；
policy：
0 SCHED_OTHER 
1.SCHED_FIFO 
2.SCHED_RR