在《一文读懂 | 进程怎么绑定 CPU》这篇文章中介绍过，在 Linux 内核中会为每个 CPU 创建一个可运行进程队列，由于每个 CPU 都拥有一个可运行进程队列，那么就有可能会出现每个可运行进程队列之间的进程数不一样的问题，这就是所谓的 负载不均衡 问题，如下图所示：
今天看到一篇论文：Linux Block IO: Introducing Multi-queue SSD Access on Multi-core Systems 。 这篇论文发表于 2013 年，介绍 Linux 内核的 block layer 针对现代硬件——高速 SSD、多核 CPU（NUMA）的新设计。 总的来说，设计方案不难理解，并没有涉及什么牛逼或者新颖的内容。这里面提到的内容从 Linux 3.11 开始出现在内核，Linux 3.16 成为内核的一个完整特性[6]。Linux 5.0 开始成为 block layer 的默认选项[7]。
大家好，我是cloud3，本文讲一下操作系统中的调度算法以及多处理中的调度问题。
所以，将进程与 CPU 进行绑定可以提高 CPU 缓存的命中率，从而提高性能。而进程与 CPU 绑定被称为：CPU 亲和性。
Linux 内核源码 linux-5.6.18\kernel\sched\sched.h 中 , 定义的 struct sched_class 调度类结构体 , 就是 " 调度器 " 对应的类 ;
作为资源管理的核心部分，OS的线程调度器必须保持下面这样简单，不变的特性: 确保ready状态的线程总是被调度到有效的CPU核上。虽然它看起来是简单的，我们发现这个不变性在Linux上经常被打破。当ready状态的线程在runqueue中等待时，有些CPU核却还会空闲几秒。以我们的经验，这类性能方面的问题会导致重度依赖同步的应用的性能成倍的下降，针对Kernel编译会多造成高达13%的延迟，针对广泛使用的商用数据库会造成23%的吞吐量降低。传统的测试技术和调试工具对于确认和了解这类问题是无效的，因此这些问题的症状经常是难以捕获的。为了能够推动我们的调查，我们构建了新的工具来在线检测这种违反不变性的情况并且将调度行为可视化。这些工具是简单的，易于在多个kernel版本间移植的并且使用的代价很小。我们相信这些工具将成为内核开发者工具链的一部分来帮助其避免这类问题的出现。
一般来说，在操作系统中会运行多个进程（几个到几千个不等），但一台计算机的 CPU 资源是有限的，如 8 核的 CPU 只能同时运行 8 个进程。那么当进程数大于 CPU 核心数时，操作系统是如何同时运行这些进程的呢？
在前面的文章《Linux进程是如何创建出来的？》 和 《聊聊Linux中线程和进程的联系与区别》 中我们都讲过了，进程和线程在创建出来后会加入运行队列里面等待被调度。
在linux的系统维护中，可能需要经常查看cpu使用率，分析系统整体的运行情况,以便性能分析优化。而监控CPU的性能一般包括以下3点：运行队列、CPU使用率和上下文切换。
1. rx-checksumming：校验接收报文的checksum。
进程要访问某种资源，进程通过一定的方式排队，确认享受资源的优先顺序。计算机中资源过少，所以进程访问某种资源时需要排队。
Nginx 的机器，一般都是独立的机器，因此不建议采用默认 irqbalance 的自动绑定，而是要设置 smp_affinity、smp_affinity_list 的值来自动绑定。
在SMP系统中，如果仅仅是需要串行地增加一个变量的值，那么使用原子操作的函数（API）就可以了。但现实中更多的场景并不会那么简单，比如需要将一个结构体A中的数据提取出来，然后格式化、解析，再添加到另一个结构体B中，这整个的过程都要求是「原子的」，也就是完成之前，不允许其他的代码来读/写这两个结构体中的任何一个。
原文链接：https://blog.csdn.net/dog250/article/details/46666029
NVMe SSD具有高性能、低时延等优点，是目前存储行业的研究热点之一，但在光鲜的性能下也同样存在一些没有广为人知的问题，而这些问题其实对于一个生产系统而言至关重要，例如：
调度器面对的情形就是这样, 其任务是在程序之间共享CPU时间, 创造并行执行的错觉, 该任务分为两个不同的部分, 其中一个涉及调度策略, 另外一个涉及上下文切换.
现有一个单线程 CPU ，同一时间只能执行「最多一项」任务，该 CPU 将会按照下述方式运行：
进程是操作系统虚拟出来的概念，用来组织计算机中的任务。它从诞生到随着CPU时间执行，直到最终消失。不过，进程的生命都得到了操作系统内核的关照。就好像疲于照顾几个孩子的母亲内核必须做出决定，如何在进程间分配有限的计算资源，最终让用户获得最佳的使用体验。内核中安排进程执行的模块称为调度器（scheduler）。这里将介绍调度器的工作方式。
cgroup 与组调度 linux内核实现了control group功能（cgroup，since linux 2.6.24），可以支持将进程分组，然后按组来划分各种资源。比如：group-1拥有30%的CPU和50%的磁盘IO、group-2拥有10%的CPU和20%的磁盘IO、等等。具体参阅cgroup相关文章。 cgroup支持很多种资源的划分，CPU资源就是其中之一，这就引出了组调度。 linux内核中，传统的调度程序是基于进程来调度的（参阅《Linux 进程调度浅析》）。假设用户A和B共用一台机
因而内核提供了两个调度器主调度器，周期性调度器，分别实现如上工作, 两者合在一起就组成了核心调度器(core scheduler), 也叫通用调度器(generic scheduler).
上一篇文章中《图解Linux网络包接收过程》，我们梳理了在Linux系统下一个数据包被接收的整个过程。Linux内核对网络包的接收过程大致可以分为接收到RingBuffer、硬中断处理、ksoftirqd软中断处理几个过程。其中在ksoftirqd软中断处理中，把数据包从RingBuffer中摘下来，送到协议栈的处理，再之后送到用户进程socket的接收队列中。
进程是操作系统虚拟出来的概念，用来组织计算机中的任务。但随着进程被赋予越来越多的任务，进程好像有了真实的生命，它从诞生就随着CPU时间执行，直到最终消失。不过，进程的生命都得到了操作系统内核的关照。就好像疲于照顾几个孩子的母亲内核必须做出决定，如何在进程间分配有限的计算资源，最终让用户获得最佳的使用体验。内核中安排进程执行的模块称为调度器（scheduler）。这里将介绍调度器的工作方式。
Linux内核对网络包的接收过程大致可以分为接收到RingBuffer、硬中断处理、ksoftirqd软中断处理几个过程。其中在ksoftirqd软中断处理中，把数据包从RingBuffer中摘下来，送到协议栈的处理，再之后送到用户进程socket的接收队列中。
这是一篇介绍Linux调度问题的文章，源自这篇文章。文章中涉及到的一些问题可能已经得到解决，但可以学习一下本文所表达的思想和对CPU调度的理解。
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
在早期的 linux 操作系统中，2.4 版本到 2.6 版本之间，linux 采用了实现起来十分简单的 O(n) 调度器。
我们可以在文章的开始就列出一个列表，列出可能影响Linux操作系统性能的一些调优参数，但这样做其实并没有什么价值。因为性能调优是一个非常困难的任务，它要求对硬件、操作系统、和应用都有着相当深入的了解。如果性能调优非常简单的话，那些我们要列出的调优参数早就写入硬件的微码或者操作系统中了，我们就没有必要再继续读这篇文章了。正如下图所示，服务器的性能受到很多因素的影响。
在 上一篇文章 中，我们介绍了网卡接收和发过数据在 Linux 内核中的处理过程，我们先来回顾一下网卡接收和发送数据的过程，如 图1 所示：
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。
API 路径:kernel/kernel/workqueue.c; kernel/include/linux/workqueue.h
为了实现切换，我们提供一个API，这两个程序执行一会儿就主动调用一下这个API，然后在这个API内部实现任务的切换。
在Linux 中，仅等待 CPU 时间的进程称为就绪进程，它们被放置在一个运行队列中，一个就绪进程的状 态标志位为 TASK_RUNNING。一旦一个运行中的进程时间片用完， Linux 内核的调度器会剥夺这个进程对 CPU 的控制权，并且从运行队列中选择一个合适的进程投入运行。
最近，烦心事有点多，博客也像是进入了便秘期。虽然还远远不到说放弃的地步，但总有一种挤不出牙膏的郁闷感。很怀念前几个月的冲劲和激情，一天都能存好几篇优质草稿。 看来，张戈博客是首次进入瓶颈阶段了！没办法
Linux的进程状态就是struct task_struct内部的一个属性。 为了弄明白正在运行的进程是什么意思，我们需要知道进程的不同状态。一个进程可以有几个状态（在Linux内核里，进程有时候也叫做任务）。 下面的状态在kernel源代码里定义：
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~
（2）可以用在路由器接口使用，只是用于限速，配置接口速率百分比，必须结合队列使用才能生效；
在了解进程状态之前，我们先来谈一谈阻塞与挂起的两个概念。所谓阻塞，就是指进程因为等待某种资源就绪，而导致的一种不推进状态。也就是我们常说的卡住了。
线程同步可以说在日常开发中是用的很多， 但对于其内部如何实现的，一般人可能知道的并不多。 本篇文章将从如何实现简单的锁开始，介绍linux中的锁实现futex的优点及原理，最后分析java中同步机制如wait/notify, synchronized, ReentrantLock。
在Linux上做网络应用的性能优化时，一般都会对TCP相关的内核参数进行调节，特别是和缓冲、队列有关的参数。网上搜到的文章会告诉你需要修改哪些参数，但我们经常是知其然而不知其所以然，每次照抄过来后，可能很快就忘记或混淆了它们的含义。本文尝试总结TCP队列缓冲相关的内核参数，从协议栈的角度梳理它们，希望可以更容易的理解和记忆。注意，本文内容均来源于参考文档，没有去读相关的内核源码做验证，不能保证内容严谨正确。作为Java程序员没读过内核源码是硬伤。
运行 CPU是被动接受进程的，并且操作系统会管理进程并放在内存中让CPU处理。 那么CPU是怎用什么方式去查看所有的进程呢？是定义了一个PCB类型的队列指向第一个进程的PCB，然后进行对所有进程的管理。 这个时候所有的进程是通过数据结构的方式来链接起来的，CPU会一个一个处理进程，这个时候无论被处理还是没被处理都叫做运行状态！
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。
今天就来好好学习下Linux下如何查看CUP的使用率： 监控CPU的性能一般包括以下3点：运行队列、CPU使用率和上下文切换。 对于每一个CPU来说运行队列最好不要超过3，例如，如果是双核CPU就不要超过6。如果队列长期保持在3以上，说明任何一个进程运行时都不能马上得到cpu的响应，这时可能需要考虑升级cpu。另外满负荷运行cpu的使用率最好是user空间保持在65%～70%，system空间保持在30%，空闲保持在0%~5% 。
假设你正在用计算机浏览网页，当网页加载完成后你开始阅读，此时你没有移动鼠标，没有敲击键盘，也没有网络通信，那么你的计算机此时在干嘛？
/proc/cpuinfo是可以获取系统CPU信息比如物理CPU的个数 每个CPU的物理核心数量 CPU的型号和主频等信息。
" 实时进程 " 优先级 高于 " 普通进程 " , 如果当前 Linux 系统的执行队列中有 " 实时进程 " , 调度器 会 优先选择 " 实时进程 " 进行调度 ;
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