linux系统进程调度
linux cpu调度机制
linux cpu调度机制
Linux操作系统的CPU调度机制主要包括以下几种：
1. 抢占式调度（Preemptive Scheduling）：Linux使用抢占式调度机制，即一个进程可以被强行从CPU中移除，让另一个具有更高优先级
的进程获取执行权限。
这种机制确保了高优先级进程能够及时响应，
提高系统的响应性能。
2. 时间片轮转调度（Round-Robin Scheduling）：Linux使用时间片轮转调度算法，每个进程被分配一个时间片来执行，在时间片用
完后，进程被移到就绪队列的末尾，然后等待下一次调度。
这种机制
保证了每个进程都有机会在CPU上运行。
不过，Linux提供了动态调整时间片大小的策略，以适应不同类型的应用程序。
3. 实时调度（Real-Time Scheduling）：Linux提供了实时调度策略，用于对实时任务的调度。
实时任务通常具有严格的时间要求，
需要在特定的时间内完成。
Linux提供了多种实时调度策略，如先进先出调度（FIFO）、最早截止时间优先调度（Earliest Deadline First，EDF）等。
4. CFS调度（Completely Fair Scheduler）：CFS调度器是
Linux核心中默认的调度器。
它使用一种称为红黑树的数据结构来维护就绪队列。
CFS调度器以公平性为目标，尽量保证每个进程在单位时间内获得相等的CPU时间。
通过动态调整进程的虚拟运行时间，CFS调度器可以根据进程的优先级调整时间片的分配。
Linux的CPU调度机制既关注实时性，也关注公平性，以提高系
统的性能表现和用户体验。
Linux中的进程调度技巧使用nice和renice命令进行优先级调整
Linux中的进程调度技巧使用nice和renice命令进行优先级调整在Linux操作系统中，进程调度是一项至关重要的任务。
通过合理地调整进程的优先级，可以实现对系统资源的有效管理和任务的顺利执行。
在Linux中，可以使用nice和renice命令来进行进程的优先级调整。
本文将介绍Linux中的进程调度技巧以及如何使用nice和renice命令进行优先级调整。
一、进程调度技巧的重要性在多任务操作系统中，同时有多个进程运行，各个进程之间需要共享和竞争系统资源。
为了保证系统的稳定性和响应性，操作系统需要合理地分配和调度这些进程。
进程调度策略的好坏直接影响到系统的效率和性能。
在Linux中，进程调度技巧有很多，包括进程优先级的调整、调度策略的设置等。
其中，使用nice和renice命令来进行进程的优先级调整是一种较为常见和方便的方式。
二、nice命令的使用1. 什么是nice命令nice命令是Linux中用来设置进程调度优先级的命令。
通过nice命令可以为某个进程设置一个优先级值，优先级值越低，进程的优先级越高。
2. nice命令的语法nice命令的基本语法如下：nice [OPTION] [COMMAND [ARG]...]其中，OPTION为可选参数，COMMAND为要执行的命令，ARG 为命令的参数。
3. nice命令的实例下面是几个使用nice命令的实例：- 将进程的优先级设置为10：```nice -n 10 command```- 将进程的优先级设置为-10：```nice -n -10 command```- 将进程的优先级设置为默认值：```nice --adjustment 0 command三、renice命令的使用1. 什么是renice命令renice命令是Linux中用来修改已运行进程优先级的命令。
通过renice命令可以为已运行的进程重新设置一个优先级值。
2. renice命令的语法renice命令的基本语法如下：renice [OPTION] [-g|-p|-u] PRIORITY [PID...]其中，OPTION为可选参数，-g、-p、-u用于指定设置优先级的方式（组、进程、用户），PRIORITY为优先级值，PID为进程ID。
处理机调度36Linux系统中的进程调度
如输出必要的信息， 收回该作业所占用
的全部资源， 撤消与该作业相关的全部
进程和该作业的JCB。
3.3 进 程 调 度
❖ 3.3.1 进程调度的功能和时机
❖
进程只有在得到CPU之后才能真正活
动起来。 一个就绪进程怎样获得CPU的控制
权呢? 这是由进程调度实现的， 进程调度也
被称为低级调度。 进程调度程序也往往被称
一般是在以下事件发生后作进程调度：
❖
（1） 完成任务。
❖
（2） 等待资源。
❖
（3） 运行到时。
❖
（4） 发现标志。
❖
（5） 创建新进程。
C PU 进程调度程序
进程 就绪队列 A
进程 B
进程 K
进程 L
图3-3 进程调度流程
❖ 3.3.2 两级调度模型
❖
作业调度和进程调度是CPU主要
的两级调度， 二者的关系可用图3-4表示。
一个衡量标准——带权周转时间W， 即
W=T/R， 其中T为周转时间， R为实际
❖ 运行时间平。均W带权(in1周Wi转) 时n1 间W为
n
(
Ti ) 1
R i1 i n
❖
4. 就绪等待时间
❖
CPU调度算法并不真正影响作业
执行或I／O操作的时间数量。 各种CPU
调度算法仅影响作业(进程)在就绪队列中
3.1 调 度 级 别
❖
一般来说， 作业从进入系统到最后完
成， 可能要经历三级调度： 高级调度、 中
级调度和低级调度。
❖
(1) 高级调度： 又称作业调度。
❖
(2) 中级调度： 为了使内存中同时存
放的进程数目不至于太多， 有时就需要把某
linux系统中调度的基本单位
linux系统中调度的基本单位一、进程调度进程调度是操作系统中的一个重要组成部分，用于决定在多个进程同时竞争CPU资源时，应该选择哪个进程来执行。
Linux系统中的进程调度采用了时间片轮转调度算法。
时间片轮转调度是一种公平的调度算法，它将CPU的执行时间划分为一个个固定长度的时间片，每个进程在一个时间片内执行一段时间，然后切换到下一个进程。
这样可以保证每个进程都有机会执行，并且避免了长时间占用CPU 的情况。
二、线程调度线程调度是指在多线程应用程序中，操作系统决定哪个线程应该被执行的过程。
Linux系统中的线程调度和进程调度类似，同样采用时间片轮转调度算法。
不同的是，线程是共享同一个进程的资源，因此线程的切换相对于进程的切换来说更加轻量级。
线程调度的目标是尽可能地提高CPU利用率和系统响应速度。
三、任务调度任务调度是指在Linux系统中，操作系统决定何时执行某个任务的过程。
任务可以是周期性的，也可以是非周期性的。
周期性任务是指按照一定的时间间隔重复执行的任务，而非周期性任务则是指只执行一次的任务。
Linux系统中的任务调度使用了多种算法，如最早截止时间优先算法和最短作业优先算法等。
这些算法的目标是根据任务的优先级和执行时间来决定任务的执行顺序，以提高系统的性能和响应速度。
四、总结在Linux系统中，进程调度、线程调度和任务调度是操作系统中的重要组成部分。
进程调度决定在多个进程竞争CPU资源时的执行顺序，线程调度决定在多线程应用程序中哪个线程应该被执行，任务调度决定何时执行某个任务。
这些调度的基本单位都采用了时间片轮转调度算法，并根据不同的调度目标采用不同的调度策略。
通过合理的调度算法，可以提高系统的性能和响应速度，保证各个任务的执行顺序和时间片的分配合理。
Linux命令行中的进程优先级和调度策略技巧
Linux命令行中的进程优先级和调度策略技巧Linux操作系统以其稳定性和自定义性而闻名，它提供了强大的命令行工具，使用户能够更好地管理系统资源和进程。
进程优先级和调度策略是Linux命令行下的重要主题之一，它们决定了系统资源的分配和进程执行的顺序。
本文将介绍Linux命令行中的进程优先级和调度策略技巧，旨在帮助读者更好地理解和运用这些概念。
一、进程优先级在Linux中，每个进程都有一个与之相关的优先级。
优先级决定了进程在竞争系统资源时的顺序和权重。
Linux中的进程优先级范围从-20到+19，其中-20表示最高优先级，+19表示最低优先级。
默认情况下，大多数进程的优先级为0。
通过`nice`命令，我们可以更改进程的优先级。
该命令接受一个整数参数，范围为-20到+19，负数值表示更高的优先级，正数值表示更低的优先级。
以下是一个更改进程优先级的示例：```$ nice -n -5 command```这个命令将以较高的优先级运行名为`command`的进程。
另外一个与进程优先级相关的概念是实时进程。
实时进程具有较高的优先级，用于处理与时间敏感性有关的任务。
通过`chrt`命令，我们可以将进程设置为实时进程。
例如，下面的命令将将进程设置为实时进程，并将其优先级设置为99：```$ chrt -r 99 command```二、进程调度策略进程调度策略决定了系统如何分配CPU时间片给各个进程。
Linux 中有三种主要的进程调度策略：1. 轮转调度（Round Robin Scheduling）：轮转调度是Linux默认的调度策略，通过在所有可运行的进程之间循环分配CPU时间片，以确保公平共享CPU资源。
这种策略适用于多任务场景，并确保每个进程都有机会执行。
2. 先进先出调度（First Come First Serve Scheduling）：FCFS调度策略按照进程到达的先后顺序为其分配CPU时间片。
linux下常见的调度策略及调度原理
linux下常见的调度策略及调度原理Linux是一种开源的操作系统，广泛应用于服务器和嵌入式设备中。
在Linux系统中，进程调度策略是操作系统的核心组成部分之一，它决定了进程的执行顺序和时间分配。
本文将介绍Linux下常见的调度策略及其调度原理。
在Linux系统中，常见的进程调度策略包括先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）和优先级调度（Priority Scheduling）等。
先来先服务（FCFS）是一种简单而直观的调度策略，它按照进程到达的先后顺序进行调度。
即当一个进程到达系统时，它将被放入就绪队列的末尾，并等待CPU的分配。
当CPU空闲时，系统将选择就绪队列中的第一个进程分配给CPU执行。
这种调度策略的优点是公平性强，但缺点是无法处理长作业和短作业的差异，容易产生"饥饿"现象。
最短作业优先（SJF）调度策略是根据进程的执行时间来决定优先级的调度策略。
即系统会选择执行时间最短的进程先执行，以减少平均等待时间。
这种调度策略的优点是能够最大程度地减少平均等待时间，但缺点是可能会出现长作业等待时间过长的问题。
时间片轮转（RR）是一种基于时间片的调度策略，每个进程被分配一个固定长度的时间片。
当一个进程的时间片用完时，系统将把CPU分配给下一个进程。
这种调度策略的优点是能够有效地平衡进程之间的响应时间，但缺点是可能会导致频繁的上下文切换。
优先级调度（Priority Scheduling）是一种根据进程优先级来决定调度顺序的策略。
每个进程被分配一个优先级，优先级越高的进程越容易被调度执行。
这种调度策略的优点是能够根据不同进程的需求进行灵活调度，但缺点是可能会导致低优先级进程的"饥饿"问题。
在Linux系统中，调度算法的实现是通过内核的进程调度器来完成的。
内核中的调度器会根据不同的调度策略来选择下一个要执行的进程，并将其上下文切换到CPU中执行。
Linux操作系统的进程调度机制
Linux操作系统的进程调度机制进程调度是操作系统中重要的一项功能，它决定了在多个进程同时运行时的优先级和时间分配。
Linux操作系统采用了多种进程调度算法，包括时间片轮转调度算法、优先级调度算法和反馈调度算法，以满足不同应用场景下的需求。
一、时间片轮转调度算法时间片轮转调度算法是Linux操作系统中最常用的调度算法之一。
它将CPU时间分为一个个时间片，每个进程在一个时间片内运行，当时间片用完后，进程被暂停，CPU切换到下一个进程。
这种调度算法公平而高效，保证了各个进程都能有公平的运行时间。
二、优先级调度算法优先级调度算法是基于进程优先级的调度方法。
Linux操作系统中每个进程都有一个优先级，优先级高的进程会被优先调度执行，而优先级低的进程会被暂时延迟。
优先级调度算法可以确保重要任务的及时执行，但也可能导致低优先级进程长时间得不到执行，产生“饥饿”现象。
三、反馈调度算法反馈调度算法是一种基于进程历史行为的动态调度算法。
Linux操作系统中的反馈调度算法将进程分为多个优先级队列，新创建的进程首先进入最高优先级队列，如果某个进程的执行时间超过了一个时间限制，该进程会被降低优先级，放入下一个较低的队列中执行。
这种调度算法可以灵活地根据进程的实际运行情况进行调整，以提高系统的整体效率。
总结：Linux操作系统采用了时间片轮转调度算法、优先级调度算法和反馈调度算法等多种进程调度算法，以满足不同应用场景下的需求。
时间片轮转调度算法保证了各个进程都能有公平的运行时间；优先级调度算法可以确保重要任务的及时执行；反馈调度算法根据进程的实际运行情况进行调整，提高了系统的整体效率。
这些调度算法共同协作，保障了Linux操作系统的稳定性和性能。
linux进程调度的方法
linux进程调度的方法Linux进程调度是操作系统中的重要功能之一，它负责决定在多个进程之间如何分配CPU时间片。
进程调度算法的选择对系统的性能和响应时间有着重要的影响。
本文将介绍几种常见的Linux进程调度方法。
1. 先来先服务（First-Come, First-Served，FCFS）FCFS是最简单的调度算法，按照进程到达的先后顺序进行调度。
当一个进程执行完毕后，下一个进程将被调度执行。
这种方法简单直观，但存在"饥饿"问题，即长时间等待的进程可能得不到执行。
2. 最短作业优先（Shortest Job First，SJF）SJF调度算法根据进程的执行时间长度来进行调度，执行时间越短的进程优先执行。
这种算法可以减少平均等待时间，但需要预知每个进程的执行时间，实际中很难实现。
3. 优先级调度（Priority Scheduling）优先级调度算法根据进程的优先级来进行调度，优先级较高的进程先执行。
可以通过静态优先级或动态优先级来实现。
静态优先级在进程创建时确定，而动态优先级在运行时根据进程的行为进行调整。
优先级调度可以根据系统需求进行灵活调整，但可能存在优先级反转的问题。
4. 时间片轮转（Round Robin，RR）时间片轮转是一种基于时间片的调度算法。
每个进程被分配一个固定长度的时间片，在该时间片内执行，时间片用完后，进程被挂起，等待下一次调度。
时间片轮转可以保证公平性，但可能存在上下文切换开销较大的问题。
5. 多级反馈队列（Multilevel Feedback Queue，MLFQ）多级反馈队列是一种综合性的调度算法。
系统维护多个就绪队列，每个队列具有不同的优先级。
新到达的进程首先进入最高优先级队列，当队列中没有可执行进程时，低优先级队列的进程才能执行。
如果一个进程在一个队列中执行的时间过长，系统会将其移动到一个更低优先级的队列中，以避免长时间运行的进程占用CPU。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Linux系统进程调度
姓名: 班级: 学号：
摘要
Linux 自出现以来以惊人的速度在服务器和桌面系统中获得了成功。
本文介绍了现代操作系统常见进程调度算法以及linux2.6.32中进程调度的策略并根据具体例子对Linux进程调度过程进行了具体分析。
一、最常用的操作系统调度算法有以下几种;
1.先来先服务调度算法
调度程序按照进程在就绪队列中的提交顺序或变为就绪状态的先后进行调度,是一种最普遍和最简单的方法,所需的系统开销最小。
该算法对所有的进程一视同仁,不能反映对实时进程或特殊要求的进程的特殊处理,在实际操作系统中,很少单独使用该算法,而是和其它一些算法配合起来使用。
2.高优先权优先调度算法
1 优先权类型。
1)静态优先权，他是在创建进程时确定的，且在进程的整个运行期间保持不变。
2)动态优先权，他是在创建进程时所赋予的优先权，是可以随进程的推进或随其等待时间的增加而改变的，以便获得更好的调度性能。
2优先权调度算法的类型。
1)非抢占式优先权算法。
在这种方式下，系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后，该进程便一直执行下去，直至完成；或因发生某事件使该进程放弃处理机时，系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程。
2)抢占式优先权调度算法。
这种方式下，系统同样是把处理机分配给优先权最高的进程，使之执行。
但在其执行期间，只要又出现了另一个其优先权更高的进程，进程调度程序就立即停止当前进程(原优先权最高的进程)的执行，重新将处理机分配给新到的优先权最高的进程。
3.时间片的轮转调度算法
时间片轮转法一般用于进程调度，每次调度，把CPU分配队首进程，并令其执行一
个时间片。
当执行的时间片用完时，由一个记时器发出一个时钟中断请求，该进程被停止，并被送往就绪队列末尾；依次循环。
4.多级反馈轮转法
它是在优先级和轮转法的基础上,根据进程加入就绪队列的原因不同,将就绪队列分为多个就绪队列,不同的队列之间优先权不同,而同一个队列内的进程优先权相同而按照先来先服务的原则排列。
二、LINUX的进程调度
1.调度的时机
1)当前进程调用系统调用nanosleep()或者pause(),使自己进入睡眠状态，主动让出一段时间的cpu使用权。
2) 进程终止，永久地放弃对cpu的使用。
3)在时钟中断处理程序执行过程中，发现当前进程连续运行时间过长。
4)当唤醒一个睡眠进程时，发现被唤醒的进程比当前进程更有资格运行。
5)一个进程通过执行系统调用来改变调度策略或者降低自身的优先权，从而引起立
即调度。
2.Linux系统中的调度策略
1)SCHED_OTHER
这是Linux的标准调度策略，也是所谓TSS调度策略。
其时间片是动态决定的。
2)SCHED_FIFO
这是实时调度策略，即具有静态优先级的调度策略。
Linux内核中能够为实时调度策略的进程指定的优先级为1～99。
使用了SCHED_FIFO调度策略的进程，除了等待I/O完成时休眠、自发休眠或优先级更高的实时进程获得优先权以外，不会释放执行权。
3)SCHED_RR
这也是实时调度策略。
RR是round robin（轮询）的缩写，与SCHED_FIFO不同的是，它具有时间片。
时间片使用完时，执行权将转移到其他进程。
4)SCHED_BATCH
指定这个调度策略的进程不是会话型，不会根据休眠时间更改优先级。
5)SCHED_IDLE
这是由CFS导入的新等级。
CPU空闲时，即SCHED_IDLE等级以外处于可执行状态的进程消失时，将被赋予执行权。
也就是它将成为优先级最低的进程。
3.举例分析进程调度与切换具体过程
本过程以用户进程str1 和str2为例进行详细讲述。
1)str1刚被创建并处于就绪态。
此时shell进程刚创建完str1，shell进程状态为就绪状态，str1也为就绪状态。
2)shell进程将自己挂起，然后准备切换到str1执行。
此时用户没有敲击键盘，shell进程会调用schedule 函数进行切换。
3)准备切换到str1进程执行。
进入schedule函数后，从进程槽数组的末端开始扫描系统中以存在的进程是否启用了报警器，该报警器的意思是当到达某个时间点给内核进程发送一个报警信号，内核进程可以检测报警器的数值，唤醒进程。
之后进行第二次遍历，内核通过while 循环选择一个合适的进程投入运行。
最后执行switch_to实施进程切换，使cpu切换到新的进程执行。
4)str1执行时发生时钟中断。
在str1执行时，假设刚开始执行就发生了时钟中断。
5)时钟中断递减str1运行的时间片。
在时钟中断处理函数do_timer中，内核递减当前进程的时间片，每次减一，当时间片递减到0时，才有可能从当前进程切换到其他进程。
6)str1执行一段时间后挂起，shell进程新建str2进程。
在进程str1执行一段时间后，会调用sleep（）进入TASK_INTERRUPTIBLE状态，但他的时间片并没有用完，如果此时用户在shell中输入./str2这个新的用户进程，str1进入可中断等待状态，shell进程进入可中断等待状态，str2进入就绪态。
7)str2运行期间发生时间中断
进程str2在运行期间又发生了时钟中断，中断处理程序检查当前时间是否超过了str1睡眠时间后的时间。
如果超过了，则将进程str1信号位设置成SIGALRM，并
设置str1进程状态为TASK_RUNNING。
此时，str1时间片不变，同时，str2时间片会被削减，然后str2继续执行。
Str2的程序代码和str1的程序代码相同，所以，也会被置为可中断等待状态，于是中断处理调用schedule进行任务的切换。
8)系统切换到str1程序执行。
由于str1此时为就绪态，所以会切换到str1，等到str1时间片削减为0后，系统会继续分配时间片，让他们继续轮流操作。
参考文献
【1】新设计团队。
Linux内核设计的艺术:图解Linux操作系统架构设计与实现原理。
北京：机械工业出版社，2011.5
【2】汤小丹。
计算机操作系统（第四版）。
西安：西安电子科技大学出版社，2014.5 【3】高桥浩和编杨婷译。
Linux内核精髓。
北京：机械工业出版社，2013。