CPU调度，决定了CPU执行进程的策略，好的调度policy需要兼顾进程首次被调度的等待时间和进程结束执行的等待时间，因此在算法设计上极其精妙。本章完全Copy自OSTEP，介绍了基础的调度算法。...，按照剩余时间进行调度（可以看作把job分割） Metric II 首次被调度等待的时间 Round Robin 时间切片，每次切片都轮换所有进程。...更慢，因此CPU需要等待I/O完成，此时CPU处于闲置，因此可以Switch给其他进程。...程序行为改变 前期主要使用CPU，后期主使用I/O，然而优先级无法逆转 Extra Rules Rule 5： 定期将所有进程全部移动至最高优先级（处理程序行为改变） change Rule 4： 累积执行一定时间限额后降级...---- 疑惑 首次被调度等待的时间 Round Robin 时间切片，每次都轮换所有进程。
CPU调度 我们知道，程序需要获得CPU的资源才能被调度和执行，那么当一个进程由于某种原因放弃CPU然后进入阻塞状态，下一个获得CPU资源去被调度执行的进程会是谁呢？...下图中，进程1因为阻塞放弃CPU资源，此时，进程2刚IO操作结束，可以获得CPU资源去被调度，进程3的时间片轮转结束，也同样可以获得CPU资源去被调度，那么，此时的操作系统应该安排哪个进程去获得CPU资源呢...这就涉及到我们操作系统的CPU调度策略了。 ?...比如word很关心响应时间，而javac编译java程序更关心周转时间，两类任务同时存在该怎么办？...等等这些问题到现在都在疯狂地探讨和研究当中，有兴趣向这方面进行深入了解的可以阅读相关文献，或者阅读以下linux的CPU调度算法源码。
内核在微观上，把CPU的运行时间分成许多分，然后安排给各个进程轮流运行，造成宏观上所有的进程仿佛同时在执行。...双核CPU，实际上最多只能有两个进程在同时运行，大家在top、vmstat命令里看到的正在运行的进程，并不是真的在占有着CPU哈。...CPU时间片了。...换句话说，内核是偏心的，它喜欢的是IO消耗型进程，因为这类进程如果不能及时响应，用户就会很不爽，所以它总会下意识的多分配CPU运行时间给这类进程。而CPU消耗进程内核就不太关心了。这有道理吗？...很简单，如果CPU用得多的进程，就把nice值调高点，等价于优先级调低点。CPU用得少的进程，认为它是交互性为主的进程，则会把nice值调低点，也就是优先级调高点。
(s): 0,1 我们有两个CPU，所以要把两个CPU占满以测试。...使用FIFO的调度算法： [root@server19 ~]# chrt -f 10 top 从列出的信息可以看出来，top的优先级还是比较高的。...之后运行： [root@server19 ~]# chrt -r 1 sha1sum /dev/zero 发现top命令里，看不见sha1sum的进程被CPU调度。...使用论寻的调度算法： [root@server19 ~]# chrt -r 1 md5sum /dev/zero & [1] 1885 [root@server19 ~]# chrt -r 1 md5sum.../dev/zero 之后运行： [root@server19 ~]# chrt -r 1 sha1sum /dev/zero 可以发现3个进程一直被CPU调度着。
这就要求OS必须知道从哪里加载任务，以及加载后从哪里开始运行，而这些信息都保存在CPU的寄存器中，其中即将执行的下一条指令的地址被保存在程序计数器（PC）这一特殊寄存器上。...OS要想进行任务上下文切换，必须占用CPU来执行切换逻辑。然而，用户程序运行的过程中，CPU已经被用户程序所占用，也即OS在此刻并未处于运行状态，自然也无法执行上下文切换。...协作式策略依赖用户程序主动让出CPU，比如执行系统调用（System Call）或者出现除零等异常。...但该策略并不靠谱，如果用户程序没有主动让出CPU，甚至是恶意死循环，那么该程序将会一直占用CPU，唯一的恢复手段就是重启系统了。...CFS：Linux的完全公平调度 本节我们将介绍一个平时打交道最多的调度算法，Linux系统下的CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平调度）。
虽然Linux系统似乎通过多任务同时运行多个进程，但当多个进程在单个CPU上同时运行时，是通过交替执行这些进程实现的。...响应交互式应用程序：为了满足 交互式应用程序的需求，可以采取措施来提高这类应用程序的响应性，例如将交互式应用程序的优先级设置为较高，以确保它们获得更多的CPU时间。...进程优先级认知 Linux 系统中调度器基于调度策略和调度优先级决定进程执行的顺序。...了解优先级之前先简单了解下调度策略，Linux 调度策略分为两组： 非实时策略（non-real-time policies）适用于大多数通用计算系统和应用程序。...，优先级最低，在系统CPU空闲时，才执行该类程序。
多任务 并发和并行 Linux作为一个多任务操作系统，必须支持程序的并发执行。 分类 非抢占式多任务 除非任务自己结束，否则将会一直执行。...抢占式多任务（Linux） 这种情况下，由调度程序来决定什么时候停止一个进程的运行，这个强制的挂起动作即为**“抢占”**。...Linux进程调度 发展历史 Linux从2.5版本开始引入一种名为的调度器，后在2.6版本中将公平的的调度概念引入了调度程序，代替之前的调度器，称为算法（完全公平调度算法）。...时间片：Linux中并不是以固定的时间值(如10ms)来分配时间片的，而是将处理器的使用比作为“时间片”划分给进程。这样，进程所获得的实际CPU时间就和系统的负载密切相关。...Linux调度算法 调度器类 Linux的调度器是以模块的方式提供的，这样使得不同类型的进程按照自己的需要来选择不同的调度算法。
操作系统CPU调度策略---07 多进程图像与CPU调度 CPU调度(进程调度)的直观想法 面对诸多场景，如何设计调度算法? 如何做到合理?...如果一直有前台任务… 还有很多问题… 一个实际的schedule函数 Linux 0.11的调度函数schedule() counter的作用: 时间片 counter的另一个作用: 优先级 counter...对于CPU约束型任务而言，例如: gcc编译器，他们在编译程序的过程中，大部分时间都是利用CPU进行各种计算，而很少会去进行IO操作。...这是未来的信息… ---- 一个实际的schedule函数 Linux 0.11的调度函数schedule() kernel/sched.c schedule() 的目的是找到下一个任务 next，切换到下一个任务.../* we count on this going ok */ init(); } for(;;) pause(); } 其中进行了很多的初始化操作，包括 sched_init，这便是内核调度程序的初始化子程序
（当然，单片机也可以跑类似 FreeRTOS，也可以有进程切换） 在带操作系统的 CPU 上跑的逻辑是，允许多个进程（其实就是程序） ”同时” 跑。...进程调度器的任务就是合理分配CPU时间给运行的进程，创造一种所有进程并行运行的错觉。这就对调度器提出了要求： 1、调度器分配的CPU时间不能太长，否则会导致其他的程序响应延迟，难以保证公平性。...Linux 系统为了提升响应的速度，倾向于优先调度 I/O 消耗型。...—— 小结 实时进程优先级：value 越高，优先级越大 普通进程优先级：nice值越高，普通进程的优先级越小 任何实时进程的优先级 > 普通进程 Linux 调度算法 ---- Linux 中有一个总的调度结构...Linux 调度时机 ---- 一、进程切换 从进程的角度看，CPU是共享资源，由所有的进程按特定的策略轮番使用。
前者适用SCHED_NORMAL调度策略，后者可选SCHED_FIFO或SCHED_RR调度策略。...假设当前CPU运行的实时进程A的优先级为a，而此时有个优先级为b的实时进程B进入可运行状态，那么只要b<a，系统将中断A的执行，而优先执行B，直到B无法执行（无论A，B为何种实时进程）。 ...2.非实时进程的调度 Linux对普通的进程，根据动态优先级进行调度。而动态优先级是由静态优先级（static_prio）调整而来。Linux下，静态优先级是用户不可见的，隐藏在内核中。...系统调度时，还会考虑其他因素，因而会计算出一个叫进程动态优先级的东西，根据此来实施调度。因为，不仅要考虑静态优先级，也要考虑进程的属性。...Linux2.6 在这方面有了较大的提高。Linux2.6认为，交互式进程可以从平均睡眠时间这样一个measurement进行判断。进程过去的睡眠时间越多，则越有可能属于交互式进程。
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...下面介绍几种常见的调度策略： SCHED_OTHER：该策略是是默认的Linux分时调度（time-sharing scheduling）策略，它是Linux线程默认的调度策略。...在Linux中，调度程序是一个叫schedule()的函数，该函数调用的频率很高，由它来决定是否要执行进程的切换，如果要切换的话，切换到那个进程等。...那么在Linux中，在什么情况下要执行这个调度程序呢？我们把这种情况叫作调度时机。...设备驱动程序，当设备驱动程序执行长而重复的任务时，在每次反复循环中，驱动程序读检查是否需要调度，如果必要，则调用调度程序schedule()放弃CPU。 进程从中断、异常及系统调用返回到用户态时。
调度策略 进程可以分为实时进程和普通进程，对于这两种不同类型的进程肯定有不同的调度策略，task_struct中的policy就用来表示调度策略。...fair_sched_class：普通进程的调度策略 CFS调度算法 CFS（completed fair Schedule）完全公平调度，适用于普通进程调度。...se; //完全调度实体 struct sched_rt_entity rt; // 实时调度实体 struct sched_dl_entity dl; // deadline调度实体 CFS算法中将...完整调度 每颗cpu都有一个运行队列rq，这个队列中又存在多个子队列例如rt_rq(实时运行队列),cfs_rq。...当cpu需要一个任务执行时，其会先按照优先级选择不同的调度类，不同的调度类操作不同的队列，例如rt_sched_class先被调用，其会在rt_rq中找下一个任务，只有找不到时才轮到fair_sched_class
对于 CPU 的负载，没有谁比调度器还清楚的了。所以 cpufreq governor 完全没必要自己去做负载采样，应该从内核调度器那里获取。...而基于调度器的 cpufreq governor 就是这样引出来的。...而基于调度器的 cpufreq governor 的主要原理就是把各个 CPU 的 capacity 映射到 CPU 频率，来完成调频动作，capacity 越高，当前 CPU 负载越高，所以频率也调的很高...所有计算都在schedutil提供的利用率更新处理程序中执行（callback）。 CPU freq的变化在同cluster共享，不需要额外的开销。...Tuning 参数： rate_limit_us 连续两次执行调频之间必须经过的最短时间（以微秒为单位）（默认值：调频驱动程序的transition latency1000倍).一般是10ms。
Linux的CPU正是采用硬中断与软中断结合的方式来处理问题的。...内核调度产生的软中断。 •RCU。 RCU产生的软中断。 扩展阅读：RCU [32]RCU(Read-Copy Update)，顾名思义就是读/拷贝/修改。...图3 CPU节拍率 10）上下文切换 CPU依次处理上述任务的调度方法是切换。切换分为“进程切换”“线程切换”和“中断切换”。...#每隔 5 秒输出 1 组数据 #pidstat -w 5 Linux 4.15.0 (ubuntu) 09/23/18 _x86_64_ (2 CPU) 08:18:26 UID...#mpstat Linux 4.15.0-46-generic(ubuntu) 10/30/2019 _x86_64_(4 CPU) 02:59:04 AM CPU %usr %nice %sys
至于CFS调度算法的实现后面后专门写一篇文章，这里只要记住调度时选择一个优先级最高的任务执行 一、调度单位简介 1.1 task_struct 结构体简介 对于Linux内核来说，调度的基本单位是任务，...Linux采用的是每个CPU都有自己的运行队列，这样做的好处： （1）每个CPU在自己的运行队列上选择任务降低了竞争 （2）某个任务位于一个CPU的运行队列上，经过多次调度后，内核趋于选择相同的CPU...在这里我只讨论普通任务的调度，因为linux大部分情况下都是在运行普通任务，普通任务选择的调度器是CFS完全调度。 在调度时，调度器去 CFS 运行队列找是否有任务需要运行。...为了驱动任务之间的抢占，调度程序在定时器中断处理程序scheduler_tick()中设置标志。...具体请参考：Linux 进程调度通知机制 struct preempt_ops { void (*sched_in)(struct preempt_notifier *notifier, int cpu
就绪（Ready）: 进程已经获得了CPU以外的所有必要资源，如进程空间、网络连接等。就绪状态下的进程等到CPU，便可立即执行。 执行（Running）：进程获得CPU，执行程序。...调度器是CPU时间的管理员。Linux调度器需要负责做两件事：一件事是选择某些就绪的进程来执行；另一件事是打断某些执行中的进程，让它们变回就绪状态。不过，并不是所有的调度器都有第二个功能。...内核承担了上下文切换的任务，负责储存和重建进程被切换掉之前的CPU状态，从而让进程感觉不到自己的执行被中断。应用程序的开发者在编写计算机程序时，就不用专门写代码处理上下文切换了。 ...进程的优先级 调度器分配CPU时间的基本依据，就是进程的优先级。根据程序任务性质的不同，程序可以有不同的执行优先级。根据优先级特点，我们可以把进程分为两种类别。...以上就是调度器的基本原理，以及Linux用过的几种调度策略。调度器可以更加合理地把CPU时间分配给进程。现代计算机都是多任务系统，调度器在多任务系统中起着顶梁柱的作用。
Linux是一个支持多任务的操作系统，而多个任务之间的切换是通过 调度器 来完成，调度器 使用不同的调度算法会有不同的效果。...Linux2.4版本使用的调度算法的时间复杂度为O(n)，其主要原理是通过轮询所有可运行任务列表，然后挑选一个最合适的任务运行，所以其时间复杂度与可运行任务队列的长度成正比。...而Linux2.6开始替换成名为 O(1)调度算法，顾名思义，其时间复杂度为O(1)。...虽然在后面的版本开始使用 CFS调度算法（完全公平调度算法），但了解 O(1)调度算法 对学习Linux调度器还是有很大帮助的，所以本文主要介绍 O(1)调度算法 的原理与实现。...每个CPU都需要维护一个 runqueue 结构，runqueue 结构主要维护任务调度相关的信息，比如优先队列、调度次数、CPU负载信息等。
有兴趣的朋友可以参考下面的链接： 《Linux 调度器发展简述》 《鼠眼看Linux调度器》 《鼠眼再看Linux调度器［1］》 《鼠眼再看Linux调度器［2］》 调度程序的效率 “优先级”明确了哪个进程应该被调度执行...调度程序跟内核中的很多过程一样会频繁被执行，如果效率不济就会浪费很多CPU时间，导致系统性能下降。 在linux 2.4时，可执行状态的进程被挂在一个链表中。...每次调度，调度程序需要从树中找出优先级最高的进程。复杂度为O(logN)。 那么，为什么从linux 2.6早期到近期linux 2.6版本，调度程序选择进程时的复杂度反而增加了呢？...显然，每个CPU在执行调度程序时都需要把队列锁起来，这会使得调度程序难以并行，可能导致系统性能下降。而如果每个CPU对应一个可执行队列则不存在这样的问题。 另外，多个可执行队列还有一个好处。...4、中断处理线程化 在linux下，中断处理程序运行于一个不可调度的上下文中。从CPU响应硬件中断自动跳转到内核设定的中断处理程序去执行，到中断处理程序退出，整个过程是不能被抢占的。
目录 linux线程调度策略 linux线程调度策略 这是一篇非常好的关于线程调度的资料，翻译自shed 从Linux 2.6.23开始，默认的调度器为CFS，即"完全公平调度器"(Completely...在Linux内核源码中，SCHED_OTHER被称为SCHED_NORMAL。 The nice value nice值用于影响CPU调度器对进程的调度偏好。...(权重表示是该程序需要的cpu时间的一种表现，如果一个程序需要大量cpu进行处理，可以提高其权重，反之减小其权重。...在Linux 2.6.25之前，阻止实时进程冻结系统的唯一方式是通过shell启动一个静态优先级更高的程序，如通过这种方式来停止实施程序，并释放CPU资源。...从Linux 2.6.25开始，Linux提供了2个/proc文件来为非实时进程保留CPU时间。保留的CPU也可以为shell预留资源来停止正在允许的进程。
一、抢占式调度和主动调度： 前面我们说过，进程的切换总是通过 shedule 函数发生的，而 schedule 函数可以是在系统调用返回、中断返回等时机被调用，也可以进程在驱动程序中主动调用 我们把在系统调用返回等时机调用...把进程在驱动程序中主动调用 schedule 函数来发生进程切换的这种情况称为主动调度 本文将讨论主动调度，抢占式调度将在下一篇文章中讲解： 二、主动调度的发生的情况： 主动调度一般在应用程序读取某个设备时...，设备此时数据还没有准备好，进程就进入睡眠，发生进程调度切换到其它进程运行 例如应用想从网卡读取数据，但是此时网卡没有数据，那么驱动程序就会让进程睡眠，然后发生进程调度。...又或者应用想读取按键，但是按键还没有被按下，此时驱动程序也会让进程睡眠，然后发生进程调度 在驱动程序中，对应的实现如下： /* 网卡的驱动程序 */ tap_do_read(...) { ......; /* 获取运行队列 */ cpu = smp_processor_id(); rq = cpu_rq(cpu); prev = rq->curr;
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