进程是正在运行的程序,Linux系统通常有数百个进程同时运行。本文就来介绍下Linux是如何进行进程管理的。
进程优先级起作用的方式从发明以来基本没有什么变化,无论是只有一个cpu的时代,还是多核cpu时代,都是通过控制进程占用cpu时间的长短来实现的。就是说在同一个调度周期中,优先级高的进程占用的时间长些,而优先级低的进程占用的短些。
我在多年的工程生涯中发现很多工程师碰到一个共性的问题:Linux工程师很多,甚至有很多有多年工作经验,但是对一些关键概念的理解非常模糊,比如不理解CPU、内存资源等的真正分布,具体的工作机制,这使得他们对很多问题的分析都摸不到方向。比如进程的调度延时是多少?Linux能否硬实时?多核下多线程如何执行?系统的内存究竟耗到哪里去了?我写的应用程序究竟耗了多少内存?什么是内存泄漏,如何判定内存是否真的泄漏?CPU速度、内存大小和系统性能的关联究竟是什么?内存和I/O存在着怎样的千丝万缕的联系?
从Linux 2.6.23开始,默认的调度器为CFS,即"完全公平调度器"(Completely Fair Scheduler)。CFS调度器取代了之前的"O(1)"调度器。
其中PRI表示进程的优先级(Priority),PRI越低,表示该进程的优先级越高。由于PRI是内核动态调整的,我们无法干涉。但是我们可以通过调整NI(nice)值,来调整进程的优先级。
在计算机操作系统中,进程是进行资源分配和调度的基本单位,同时每个进程之内也可以存在多个线程。那么在Android系统(Linux Kernel)中,进程是如何去抢占资源,线程又是如何根据优先级切换呢,本文将尝试剖析这个问题,研究nice在Linux以及Android系统中的应用。
从0~99的范围专供实时进程使用, nice的值[-20,19]则映射到范围100~139
中 , 简单介绍了 进程优先级概念 , 本篇博客中开始介绍 Linux 内核中优先级相关源码 ;
参考 【Linux 内核】调度器 ⑨ ( Linux 内核调度策略 | SCHED_NORMAL 策略 | SCHED_FIFO 策略 | SCHED_NORMAL 策略 | SCHED_BATCH策略 ) 博客 , 介绍了 Linux 内核相关的调度策略 ;
Linux 中采用了两种不同的优先级范围,一种是 nice 值,一种是实时优先级。在上一篇粗略的说了一下 nice 值和实时优先级,仍有不少疑问,本文来详细说明一下进程优先级。linux 内核版本为 linux 2.6.34 。
那我们了解了什么是优先级和为什么存在优先级之后,下面我们就来具体看看Linux上进程的优先级是什么样子的:
进程优先级是操作系统中的一个重要概念,它直接影响着进程的调度顺序和执行权。了解进程优先级对于理解和优化系统的性能至关重要。那么话不多说,开启我们今天的话题!
背景:最近在梳理Android线程调度的相关内容。在梳理过程中,阅读了部分源码,以及相关的介绍文章,甚至重新翻起了《Linux内核设计与实现》,但是距离理解透彻,并且能够用自己的语言清晰无误地阐述出来,感觉还有点远,还有很多细节需要进一步理论结合实际。为了避免在忙乱的生活节奏中,梳理的目标又草草结束。希望自己能够把目标细分一下,先把几个理解清晰的问题给记录下来,通过不断清晰地回答相关的问题,最终能够完成整个原理的清晰理解与阐述。这篇文章,就是针对Android线程优先级方面,一个一个问题的回答,可能有些凌
Linux 内核的 " 进程调度 " 是按照 设计好的调度算法 安排的 , 该算法对应的功能模块 称为 " 调度器 " , 英文名称是 Scheduler ;
Linux进程的调度优先级数字会在好几个地方出现:内核,用户,top命令。他们各自都有自己的表示法。
nice命令用途:调整进程的优先级,从而影响其调度。如果不指定命令,则打印当前的优先级。优先级值范围从-20(对进程最有利)到19(对进程最不利)。
Linux内核是一个令人难以置信的马戏团的表演者,可以很小心的玩弄许多进程和它们的资源需求,来保证你的服务器一直嗡嗡作响。内核也是关于公平的一切:当有资源竞争时,内核试图公平的分发这些资源。 然而,如果你有一个需要优先级的重要进程怎么办?一个低优先级的进程呢?或者,限制一组进程的资源呢? 这需要你的帮助,因为没有你的帮助,内核是无法知道哪些是CPU的关键进程。 所有进程最开始都拥有相同的优先级,Linux内核会为每个任务分配均匀的CPU调度时间。总不能让一个CPU密集型的进程只运行在低优先级吧?所以,你需要
进程如何在CPU上运行的:CPU在内核上维护了一个运行队列,进行进程的管理。让进程入队列,本质就是将该进程的task_struct 结构体对象放入运行队列之中。
在上一篇文章中介绍了 Linux 内核是如何对进程进行管理的,这篇将阐述内核是如何对进程进行调度。因为这篇文章努力用简单的语言把进程调度这件事情描述清楚,所以文章篇幅略长,建议收藏慢看。也欢迎关注公众号 CS 实验室 ,目前在写一些开发中常用但不常了解细节的东西,比如 Linux 内核、Python 进阶。
在Windows中可以通过×关闭进程,在Linux中可以通过ctrl+c关闭,也可以通过kill杀死进程
在 Linux 系统中的 /proc/stat 文件中存储了CPU 活动的信息,该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。不同内核版本中该文件的格式可能不大一致,以下通过实例来说明数据该文件中各字段的含义。
负荷权重用struct load_weight数据结构来表示, 保存着进程权重值weight。其定义在/include/linux/sched.h, v=4.6, L1195, 如下所示
进程提供了两种优先级,一种是普通的进程优先级,第二个是实时优先级。前者适用SCHED_NORMAL调度策略,后者可选SCHED_FIFO或SCHED_RR调度策略。任何时候,实时进程的优先级都高于普通进程,实时进程只会被更高级的实时进程抢占,同级实时进程之间是按照FIFO(一次机会做完)或者RR(多次轮转)规则调度的。 1.实时进程的调度 实时进程,只有静态优先级,因为内核不会再根据休眠等因素对其静态优先级做调整,其范围在0~MAX_RT_PRIO-1间。默认MAX_RT_PRIO配置为100,也即,
本节我们先来学习Linux早期的调度算法的设计,先从最早的调度器算法开始,此调度器时间复杂度是O(n),所以也可以称为O(n)调度算法。我们选择的内核版本是linux-2.4.19。
在 Linux shell 上执行 top 命令,可以看到这样一行 CPU 利用率的数据:
首先需要思考的问题是:什么是调度器(scheduler)?调度器的作用是什么?调度器是一个操作系统的核心部分。可以比作是CPU时间的管理员。调度器主要负责选择某些就绪的进程来执行。不同的调度器根据不同的方法挑选出最适合运行的进程。目前Linux支持的调度器就有RT scheduler、Deadline scheduler、CFS scheduler及Idle scheduler等。我想用一系列文章呈现Linux 调度器的设计原理。
进程优先级 📷 Linux内核中进程优先级一般分为动态优先级和静态优先级,动态优先级是内核根据进程的nice值、IO密集行为或者计算密集行为以及等待时间等因素,设置给普通的进程;静态优先级是用户态应用设置给实时进程。在调度中静态优先级的进程优先级更高。 📷 一般应用分为IO密集型和计算密集型;I/O密集型是进程执行I/O操作时候等待资源或者事件时候,数据读取到后恢复进程的运行,这样基本出于等待IO和运行之间进行交替,由于具有这样的特性,进程调度器通常会将短的CPU时间片分配给I/O密集型进程。计算密集型是进
Linux是一个多用户多任务的操作系统。多用户是指多个用户可以在同一时间使用同一个linux系统;多任务是指在Linux下可以同时执行多个任务,更详细的说,linux采用了分时管理的方法,所有的任务都放在一个队列中,操作系统根据每个任务的优先级为每个任务分配合适的时间片,每个时间片很短,用户根本感觉不到是多个任务在运行,从而使所有的任务共同分享系统资源,因此linux可以在一个任务还未执行完时,暂时挂起此任务,又去执行另一个任务,过一段时间以后再回来处理这个任务,直到这个任务完成,才从任务队列中去除。这就是多任务的概念。 上面说的是单CPU多任务操作系统的情形,在这种环境下,虽然系统可以运行多个任务,但是在某一个时间点,CPU只能执行一个进程,而在多CPU多任务的操作系统下,由于有多个CPU,所以在某个时间点上,可以有多个进程同时运行。 进程的的基本定义是:在自身的虚拟地址空间运行的一个独立的程序,从操作系统的角度来看,所有在系统上运行的东西,都可以称为一个进程。
CFS 调度器 ( Completely Fair Scheduler ) 是 " 完全公平调度器 " , " 完全公平调度算法 " 对每个 进程 都是 公平 的 ,
前言:在上一篇了解完一部分常见的进程状态后,我们先来把剩下的进程状态了解一下,再来进入进程优先级的学习!
在Linux中,线程是由进程来实现,线程就是轻量级进程( lightweight process ),因此在Linux中,线程的调度是按照进程的调度方式来进行调度的,也就是说线程是调度单元。Linux这样实现的线程的好处的之一是:线程调度直接使用进程调度就可以了,没必要再搞一个进程内的线程调度器。在Linux中,调度器是基于线程的调度策略(scheduling policy)和静态调度优先级(static scheduling priority)来决定那个线程来运行。
最近在研究Linux的短程调度(进程调度包括长程调度、中程调度和短程调度,详见参考博客1)相关的算法和调度器,由参考博客1可知,短程调度的主要任务是按照某种策略和算法将处理机分配给一个处于就绪状态的进程,分为抢占式和非抢占式。中程调度(又叫中级调度)的主要任务则是按照给定的原则和策略,将处于外存交换区中的就绪状态或等待状态的进程调入内存,或把处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。长程调度(又叫高级调度)的主要任务则是将已进入系统并处于后备状态的作业按某种算法选择一个或一批,为其建立进程,并进入主机,装入内存;当该作业执行完毕时,负责回收系统资源。如下图所示:
本文是《Linux内核设计与实现》第四章的阅读笔记,代码则是摘自最新的4.6版本linux源码(github),转载请注明出处。
如果我直接在屏幕上输出 mpstat,显示所有处理器的平均统计信息,包括 CPU数量,cpu的 利用率、闲置率等。
前面我们分享了O(n)和O(1)调度器的实现原理,同时也了解了各个调度器的缺陷和面临的问题。总的来说O(1)调度器的出现是为了解决O(n)调度器不能解决的问题,而O(1)调度器在Linux2.4内核的在服务器的变形是可行的,但是Linux2.4以后随着移动设备的逐渐普遍,面临的卡顿问题逐渐明晰,这才导致后来的CFS调度器的出现。
在Linux中,可以将进程分为前台进程和后台进程,它们的区别在于与终端的交互方式和执行状态。
1024是程序员的狂欢节。基于二进制的原理,程序员通常会把1024当做一个整数而不是1000。程序员这个行业处理“bit”,当然这个行业“苦逼”,这也让我轻松地记住了一个单词——bitter。bitter的意思就是“苦的”,bit后面加er后缀,是人,这里只是会意记单词。
在前面的几篇文章中,我们重点分析了如果通过fork, vfork, pthread_create去创建一个进程或者线程,以及后面说了在内核层面do_fork的实现。目前为止我们已经了解到一个进程是如何创建的。
Linux下的top命令我相信大家都用过,自从我接触Linux以来就一直用top查看进程的CPU和MEM排行榜。但是top命令的其他输出结果我都没有了解,这些指标都代表什么呢,什么情况下需要关注呢?以及top命令输出结果的来源数据是什么呢,又是怎么一个计算原理呢?
mpstat: mpstat 不但能查看所有CPU的平均信息,还能查看指定CPU的信息。
Linux 进程的管理和控制是系统管理和应用开发中非常重要的一部分。在 Linux 系统中,有许多工具和命令可以用于进程的管理和控制,例如 ps、kill、top 等。本文将介绍 Linux 进程的管理和控制,包括进程的查看、结束、挂起、恢复等操作。
在 Linux 系统中,进程是指正在运行的程序的实例。每个进程都有自己的内存空间、指令序列和数据结构。进程是 Linux 系统中最基本的管理单元,理解进程的概念和属性对于系统管理和应用开发非常重要。本文将详细介绍 Linux 进程的概念和属性,包括进程的定义、进程的状态、进程标识符、进程优先级等。
大部分Linux 性能监测工具都是基于proc 虚拟文件系统的。以下主要介绍使用CVM过程常见的性能排障工具
任何计算机系统都包含一个基本的程序集合,称为操作系统(OS)。笼统的理解,操作系统包括:
core file size是限制core文件的大小,默认情况下是0,就是没有打开的,ulimit -c参数代表core file size,单位是blocks,一个blocks是1024个字节
vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写, 是实时系统监控工具。该命令通过使用knlist子程序和/dev/kmen伪设备驱动器访问这些数据,输出信息直接打印在屏幕。vmstat反馈的与CPU相关的信息包括:
Linux Kernel Development 一书中,关于 Linux 的进程调度器并没有讲解的很全面,只是提到了 CFS 调度器的基本思想和一些实现细节;并没有 Linux 早期的调度器介绍,以及最近这些年新增的在内核源码树外维护的调度器思想。所以在经过一番搜寻后,看到了这篇论文 A complete guide to Linux process scheduling,对 Linux 的调度器历史进行了回顾,并且相对细致地讲解了 CFS 调度器。整体来说,虽然比较啰嗦,但是对于想要知道更多细节的我来说非常适合,所以就有了翻译它的冲动。当然,在学习过程也参考了其它论文。下面开启学习之旅吧,如有任何问题,欢迎指正~
春恋慕记录Linux常用命令,方便查找,持续更新中。。。 文件和目录操作 语法:cp [选项] [原文件或目录] [目标文件或目录] 进程操作 显示进程: ps -a - 列出所有运行中/激活进程 ps -aux - 显示进程信息,包括无终端的(x)和针对用户(u)的进程:如USER, PID, %CPU, %MEM等 列出进程树: pstree - linux中,每一个进程都是由其父进程创建的。此命令以可视化方式显示进程,通过显示进程的树状图来展示进程间关系。如果指定了pid了,那么树的根是该pid,不然
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