Linux调度器：进程优先级.pdf

本文主要描述的是进程优先级这个概念。从用户空间来看，进程优先级就是nice value和scheduling priority，对应到内核，有静态优先级、realtime优先级、归一化优先级和动态优先级等概念，我们希望能在第二章将这些相关的概念描述清楚。为了加深理解，在第三章我们给出了几个典型数据流过程的分析。 《Linux调度器：进程优先级》 在Linux操作系统中，进程调度是系统管理资源分配的关键环节，其中进程优先级的概念尤为重要。本文旨在深入探讨进程优先级的各个方面，从用户空间的角度到内核实现，帮助读者理解和掌握Linux调度器的工作原理。 一、进程优先级概述 在用户空间，进程优先级主要表现为nice value和scheduling priority。nice value是衡量普通进程优先级的标准，范围在-20到19之间，数值越小，进程的优先级越高，获得CPU资源的概率越大。实时进程则通过scheduling priority来体现优先级，范围在1到99，数值越大，优先级越高，适用于对响应时间要求极高的应用。 二、内核中的优先级实现 1. **静态优先级**：在内核中，task struct结构体中的static_prio字段表示静态优先级，范围为0到139，其中0-99用于实时进程，100-139用于普通进程。默认值为120，可以通过nice或setpriority函数调整，并且新进程会继承父进程的静态优先级。 2. **实时优先级**：rt_priority字段表示实时进程的优先级，与用户空间的scheduling priority相对应。0表示非实时进程，1到99表示实时进程。 3. **归一化优先级**：normal_prio字段代表归一化优先级，它综合考虑静态优先级、实时优先级和调度策略，通过计算得出。归一化是将各种因素统一到同一尺度的过程，确保不同优先级可以有效比较。 三、优先级计算 归一化优先级的计算涉及到调度器策略，如实时调度策略（RT）、完全公平调度策略（CFS）等。normal_prio函数根据任务的调度策略和优先级属性计算出一个统一的优先级值，使得调度器可以根据这个数值公平地分配CPU资源。 四、进程调度的深度理解 为了更深入理解进程优先级的影响，第三章通常会通过分析典型的数据流过程，展示不同优先级如何影响进程的执行顺序和CPU资源分配。这种分析有助于开发者优化系统性能，特别是在高并发和实时性要求高的场景下。 总结来说，Linux进程优先级是调度器决策的重要依据，它涉及到用户空间的nice值、实时优先级，以及内核中的静态优先级、实时优先级和归一化优先级。理解这些概念及其相互关系，有助于系统管理员和开发者更好地优化程序执行效率，满足不同应用场景的需求。