linux系统调度机制

nohz下的timer机制和进程调度

在2.6.21内核之前，时钟中断是周期的，即以HZ为频率，系统总是被动的接受时钟中断，然后运行中断处理程序。如果实在没有任务可以运行，那 么就执行idle，这也许也算一种创意，可 是时钟中断还是会周期性的打破idle，然后查询有没有需要做的事情，如果没有继续idle

以往的进程在特定的固定时间片内运行，时钟的定时中断提供了时间片的监督工作，一切显得十分和谐，可是系统内核本身就是没有主权，一切都在硬件的安排下进行。

随后的2.6.22以后，nohz才出现，nohz其实就是动态设置下一次的中断时间而不是使用系统无条件的默认的HZ中断。

这样cfs调度器，再也不用受制于底层的时钟以及时间片分配特性，linux可以动态设置时间片长短，按照自己的方式来进行调度。

nohz其实就是托了抽象出来的clocksource和 clock_event_device的福，clocksource和 clock_event_device，这两个结构体就是时钟以及时钟行为的抽象。

先熟悉两个数据结构

struct timer_list ：软件时钟，记录了软件时钟的到期时间以及到期后要执行的操作。

struct tvec_base ：用于组织、管理软件时钟的结构。在 SMP 系统中，每个 CPU

有一个。

struct timer_list {

struct list_head entry; //所在的链表

unsigned long expires; //到期时间，以 tick 为单位

void (*function)(unsigned long); //回调函数，到期后执行的操作

unsigned long data; //回调函数的参数

struct tvec_t_base_s *base; //记录该软件时钟所在的

Linux2 调度进程

在Fedora Core Linux系统中，允许多个进程并发执行。但是，通常情况下，系统中的资源总是有限的，如果系统中并发执行的进程数量过多，就会造成系统的整体性能下降，尤其是当系统中存在黑客进程或者病毒进程时，甚至可能会造成系统瘫痪。因而，有必要根据一定的策略 对系统中的进程进行调度，例如，将可疑的进程终止，将不紧急的进程挂起或者降低其优先级等。系统管理员或者普通用户都可以对进程进行调度，但是执行这种操作时要非常小心，因为有些进程是与系统运行相关联的，不能对它们有错误的调度。

可以使用如下所示的任一种方法进行进程调度：

 在系统监视器的“进程”选项页中进行调度。

 在top命令的执行过程中使用交互命令进行调度。

 在命令行中直接执行各种调度进程的命令。

下面将介绍如何使用命令行命令调度进程。

1．更改进程的优先级

在fedora系统中，各个进程都是具有特定的优先级的，系统在为某个进程分配CPU使用时间时是根据进程的优先级进行判定的。有些进程比较重要，需要先执行，以提高整个程序的执行效率，而有些不太重要的进程，其优先级可以低一些。通常情况下，大多数用户进程的优先级是相同的，但是可以使用Fedora提供的某些命令改变进程的优先级。

通过执行“ps -l”命令可以查看当前用户进程的优先级，如下所示。

[root@yjy ~]# ps -l

F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD

0 S 0 2410 2402 0 76 0 - 1431 wait pts/1 00:00:00 bash

4 R 0 2480 2410 2 78 0 - 1320 - pts/1 00:00:00 ps

[root@yjy ~]#

Linux内核的三种调度策略：

1,SCHED_OTHER 分时调度策略,

2,SCHED_FIFO实时调度策略,先到先服务.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

3,SCHED_RR实时调度策略,时间片轮转.当进程的时间片用完,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

Linux线程优先级设置

,可以通过以下两个函数来获得线程可以设置的最高和最低优先级,函数中的策略即上述三种策略的宏定义：

int sched_get_priority_max(int policy);

int sched_get_priority_min(int policy);

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.

设置和获取优先级通过以下两个函数：

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);

例如以下代码创建了一个优先级为10的线程：

struct sched_param

{

int __sched_priority; //所要设定的线程优先级

};

例：创建优先级为10的线程

pthread_attr_t attr;

struct sched_param param;

pthread_attr_init(&attr);

pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_RR);

进程调度依据

调度程序运行时，要在所有可运行状态的进程中选择最值得运行的进程投入运行。选择进程的依据是什么呢？在每个进程的 task_struct结构中有以下四项：policy、priority、counter、rt_priority。这四项是选择进程的依据。其 中，policy是进程的调度策略，用来区分实时进程和普通进程，实时进程优先于普通进程运行；priority是进程(包括实时和普通)的静态优先

级；counter是进程剩余的时间片，它的起始值就是priority的值；由于counter在后面计算一个处于可运行状态的进程值得运行的程度 goodness时起重要作用，因此，counter也可以看作是进程的动态优先级。rt_priority是实时进程特有的，用于实时进程间的选择。

Linux用函数goodness()来衡量一个处于可运行状态的进程值得运行的程度。该函数综合了以上提到的四项，还结合了一些其他的因素，给每个处 于可运行状态的进程赋予一个权值(weight)，调度程序以这个权值作为选择进程的唯一依据。关于goodness()的情况在后面将会详细分析。

进程调度策略

调度程序运行时,要在所有处于可运行状态的进程之中选择最值得运行的进程投入运行。选择进程的依据是什么呢?在每个进程的task_struct 结构中有这么四项：

policy, priority , counter, rt_priority

这四项就是调度程序选择进程的依据.其中,policy是进程的调度策略,用来区分两种进程-实时和普通；priority是进程(实时和普通)的优先 级；counter 是进程剩余的时间片,它的大小完全由priority决定;rt_priority是实时优先级,这是实时进程所特有的，用于实时进程间的选择。

首先，Linux 根据policy从整体上区分实时进程和普通进程，因为实时进程和普通进程度调度是不同的，它们两者之间，实时进程应该先于普通进程而运行，然后，对于同一类型的不同进程，采用不同的标准来选择进程：