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Linux 内核的 4 大 IO 调度算法

Linux 内核包含4个IO调度器，分别是 Noop IO scheduler、Anticipatory IO scheduler、Deadline IO scheduler 与 CFQ IO scheduler...anticipatory, 预期的；提早发生的；期待着的 通常磁盘的读写影响是由磁头到柱面移动造成了延迟，解决这种延迟内核主要采用两种策略：缓存和IO调度算法来进行弥补. 本文做一简单介绍....IO调度器在内核栈中所处位置如下： ? ? 块设备最悲剧的地方就是磁盘转动，这个过程会很耗时间。...从Linux 2.6.18起，CFQ作为默认的IO调度算法。对于通用的服务器来说，CFQ是较好的选择。...为了满足随机IO和顺序IO混合的场景，Linux还支持ANTICIPATORY调度算法。ANTICIPATORY的在DEADLINE的基础上，为每个读IO都设置了6ms的等待时间窗口。

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Linux内核调度分析（进程调度）

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。...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）。...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。...上面说讲到的CFS算法就是一个针对普通进程的调度器类，基础的调度器会按照优先级顺序遍历调度类，拥有一个可执行进程的最高优先级的调度器类胜出，由它来选择下一个要执行的进程。...在Linux中，只要重新调度是安全的，内核就可以在任何时间抢占正在执行的任务，这个安全是指，只要没有持有锁，就可以进行抢占。

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    【Linux内核】进程调度

    Linux 提供了抢占式的多任务模式。在此模式下，由调度程序来决定什么时候停止一个进程的运行以便其他进程能够得到执行机会。这个强制的挂起动作就叫抢占(preemption)。...有效管理时间片能使调度程序从系统全局的角度做出调度决定，这样做还可以避免个别进程独占系统资源。 相反，在非抢占式多任务模式下，除非进程自己主动停止运行，否则它会一直执行。...进程优先级 调度算法中最基本的类就是基于优先级的调度。 这是一种根据进程的价值和其对处理器时间的需求来对进程分级的想法。...优先级高的进程先运行，低的后运行，相同优先级的进程按轮转方式进行调度(一个接一个，重复进行)。在包括Linux在内的某些系统中，优先级高的进程使用的时间片也较长。...进程抢占 像前面所说的，Linux 系统是抢占式的。当-个进程进入TASK_RUNNING状态，内核会检查它的优先级是否高于当前正在执行的进程。

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    linux内核调度算法（3）–多核系统的负载均衡

    Linux内核是如何在多核间调度进程的呢？又是内核又是CPU核，两个核有点绕，下面称CPU处理器来代替CPU核。...实际上，如果你没有对你的进程做过特殊处理的话，LINUX内核是有可能把它放到多个CPU处理器上运行的，这是内核的负载均衡。...上文说过，每个处理器上有一个runqueue队列，表示这颗处理器上处于run状态的进程链表，在多处理器的内核中，就会有多个runqueue，而如果他们的大小很不均衡，就会触发内核的load_balance...当然，多核CPU也有许多种，例如INTEL的超线程技术，而LINUX内核对一个INTEL超线程CPU会看成多个不同的CPU处理器。...上面说过，如果你没有对你的进程做过特殊处理的话，LINUX内核是有可能把它放到多个CPU处理器上运行的，但是，有时我们如果希望我们的进程一直运行在某个CPU处理器上，可以做到吗？

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    linux内核调度算法（2）–CPU时间片如何分配

    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。...内核分配时间片是有策略和倾向性的。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。...虽然内核尽量多的分配时间片给IO消耗型进程，但IO消耗进程常常在睡觉，给它的时间片根本用不掉。很合理吧？ 那么内核具体是怎么实现这种偏心呢？...先说内核如何决定时间片的长度。 对每一个进程，有一个整型static_prio表示用户设置的静态优先级，内核里它与nice值是对应的。看看进程描述结构里的static_prio成员。...内核就是这么偏爱交互型进程，从上面的优先级和时间片分配上都能看出来。实际上，内核还有方法对交互型进程搞优待。

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    【Linux系统内核探索】进程调度

    因为计算机的CPU资源有限，操作系统需要决定在任何时刻哪个进程能够使用CPU执行任务，这个过程就是进程调度。 Linux进程调度经历了多个阶段的优化，目前主流的Linux内核使用的是完全公平调度器。...现代的Linux调度主要依赖于Linux的CFS调度器，在2.6版本之前主要用的是Linux内核O(1)调度算法，这次我们的重点在于Linux内核O(1)调度算法。...进程调度算法 我们打开Linux内核源码版本是2.5.18，打开源码后搜索runqueue。...swap之前：按照优先级调度 swap之后，给了其他优先级的进程调度机会。 这样就实现了Linux内核O(1)调度算法。...总结 通过本篇博客的介绍，我们深入了解了Linux内核中的进程调度机制。进程调度作为操作系统的核心功能之一，决定了系统的响应速度和整体性能表现。

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    聊聊Linux内核进程调度下篇

    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...实际调度器 调度器通用元素 CFS(完全公平)调度器 Linux内核中所有动态优先级的进程都是有CFS调度器处理，通常Linux内核中大部分都是非实时进程，所以CFS进程调度器也是最繁忙的调度器。...Linux内核中支持实时进程，它们是由实时调度器来进行调度。...rt进程被分配了静态优先级，并且在内核中保持不变。于CFS不同，实时调度器采用了每个优先级1~99的单链表，并非采红黑树作为运行队列。...，在Linux内核的3.14开始引入了，deadline调度器基于全局最早的截止期优先和固定带宽服务器算法，于预先确定其运行时的需求。

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    一文搞懂 | Linux 内核的 4 大 IO 调度算法

    1 Linux 内核包含4个IO调度器： Noop IO scheduler Anticipatory IO scheduler Deadline IO scheduler CFQ IO scheduler...anticipatory, 预期的；提早发生的；期待着的 通常磁盘的读写影响是由磁头到柱面移动造成了延迟，解决这种延迟内核主要采用两种策略：缓存和IO调度算法来进行弥补。 本文做一简单介绍。...IO调度器在内核栈中所处位置如下： 块设备最悲剧的地方就是磁盘转动，这个过程会很耗时间。...从Linux 2.6.18起，CFQ作为默认的IO调度算法。对于通用的服务器来说，CFQ是较好的选择。...为了满足随机IO和顺序IO混合的场景，Linux还支持ANTICIPATORY调度算法。ANTICIPATORY的在DEADLINE的基础上，为每个读IO都设置了6ms的等待时间窗口。

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    linux内核调度算法（1）–快速找到最高优先级进程

    为什么要了解内核的调度策略呢？呵呵，因为它值得我们学习，不算是废话吧。...内核调度程序很先进很强大，管理你的Linux上跑的大量的乱七八糟的进程，同时还保持着对用户操作的高灵敏响应，如果可能，为什么不把这种思想放到自己的应用程序里呢？...如果我有一个程序，既有IO消耗又有CPU消耗，怎么让多核更好的调度我的程序呢？ 又多了几个问题。来看看内核调度程序吧，我们先从它的优先队列谈起吧。...调度程序代码就在内核源码的kernel/sched.c的schedule函数中。 首先看下面的优先级队列，每一个runqueue都有。runqueue是什么？...等待某个CPU来处理的进程中，可能包含许多种优先级的进程，但，LINUX是个抢占式调度算法的操作系统，就是说，需要调度时一定是找到最高优先级的进程执行。

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    【Linux 内核】调度器 ① ( 调度器概念 | 调度器目的 | 调度器主要工作 | 调度器位置 | 进程优先级 | 抢占式调度器 | Linux 进程状态 | Linux 内核进程状态 )

    文章目录 一、调度器 0、调度器概念 1、调度器目的 2、调度器主要工作 3、调度器位置 4、进程优先级 5、抢占式调度器 二、Linux 内核进程状态 API 简介 三、Linux 进程状态 一、调度器...---- 0、调度器概念 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 ; 1、调度器目的..." 进行 进程调度 ; 进程优先级 参考 【Linux 内核】进程管理 - 进程优先级 ② ( prio 调度优先级 | static_prio 静态优先级 | normal_prio 正常优先级 |..." 抢占式调度器 " 概念 : 如果 " 调度器 " 支持 " 就绪状态 " 与 " 运行状态 " 之间可以相互转换 , 则该调度器称为 " 抢占式调度器 " ; 二、Linux 内核进程状态 API...不可中断睡眠状态 __TASK_STOPPED 进程停止状态 EXIT_ZOMBIE 僵尸状态 上面的 5 种状态是 Linux 内核中定义的状态 , 详细细节参考 【Linux 内核】进程管理

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    聊聊Linux内核进程调度上篇

    基本介绍 Linux的进程调度器是内核中最重要的核心组件，它决定了一个进程合适获取CPU的时间以及占用CPU的时间。...Linux进程调度器采用类似于vfs的设计采用简单的两层结构模式，第一层是通用调度器，定义作为进程调度器的入口抽象层；第二层是调度器的具体实现，根据调度策略实现进程的调度的器的具体实现。...sched_class rt_sched_class)、完全公平调度器(struct sched_class fair_sched_class) 内核中运行队列包含了所有的进程，每个CPU都有一个运行队列...内核中进程运行队列是通过struct rq来定义 // 省略大部分字段，着重描述下运行队列中的一些字段 struct rq { // 每个CPU的运行队列的锁 raw_spinlock_t lock...进程调度是调用进程第一层的通用调度器，内核是从__schedule()函数开始，该函数是挑选下一个最佳的可运行的进程任务。

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    一文搞懂 | Linux内核 CFS 调度器

    1 Linux内核作为一个通用的操作系统（OS），需要兼顾各种各样类型的进程，包括实时进程、交互式进程、批处理进程等。...目前，在Linux内核中支持的调度器有CFS调度器、Realtime调度器、Deadline调度器和Idle调度器 。本篇将简单介绍CFS调度器的设计原理。...为了保证公平性，调度器每次选取红黑树最左端的进程进行调度。 CFS的内部原理大致为如图所示： Linux内的所有任务都由称为 task_struct 的任务结构表示，它位于调度的最顶端。该结构（在..../linux/include/linux/sched.h）完整地描述了任务并包括了任务的当前状态、其堆栈、进程标识、优先级（静态和动态）等等。...因此，调度器将当前调度实体放回红黑树，并选择红黑树中最左边的调度实体作为next在下一个时钟周期进行调度。 通过以上的结构和调度方式，Linux内核保证了操作系统中进程调度的公平性。

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    Linux内核调度器源码分析 - 初始化

    为了能够理解 Linux 调度器的设计与实现，我们将以 Linux kernel 5.4 版本(TencentOS Server3 默认内核版本)为对象，从调度器子系统的初始化代码开始，分析 Linux...内核调度器的设计与实现。...本(系列)文通过分析 Linux 调度器(主要针对 CFS)的设计与实现，希望能够让读者了解： 调度器的基本概念 调度器的初始化(包括调度域相关的种种) 进程的创建、执行与销毁 进程切换原理与实现 CFS...dl_sched_class: deadline 调度类的优先级仅次于 stop 调度类，它是一种基于 EDL 算法实现的实时调度器（或者说调度策略）。...fair_sched_class: CFS 调度器的优先级要低于上面的三个调度类，它是基于公平调度思想而设计的调度类型，是 Linux 内核的默认调度类。

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    【Linux 内核】CFS 调度器 ④ ( 调度子系统组件模块 | 主调度器、周期性调度器 | 调度器类 )

    文章目录 一、调度子系统组件模块 二、主调度器、周期性调度器 三、调度器类 一、调度子系统组件模块 ---- 调度器 需要对 被调度的进程 进行 排序 和 调度管理 , 进程管理过程需要 调度器 的 组件模块..., 以及相关 算法 数据结构 来完成 , 如 : 执行队列 ; 二、主调度器、周期性调度器 ---- CPU 通过 " 上下文切换 " 选择 " 主调度器 " 或 " 周期性调度器 " , " 上下文切换..., 自动调用 scheduler_tick() 函数 , 完成调度 , 这是根据 进程 运行时间 , 自动触发进程调度 ; 三、调度器类 ---- 主调度器 或 周期性调度器 根据 不同的 " 选择进程..." 选择不同的 调度器类 , 可选的调度类参考 【Linux 内核】调度器 ⑦ ( 调度器类型 | 停机调度类 stop_sched_class | 限期调度类 dl_sched_class | 实时调度类...| 公平调度类 | 空闲调度类 ) 博客 , 在 Linux 内核中 , sched_class 调度器 分为以下 5 种类型 : stop_sched_class : 停机调度类 ; dl_sched_class

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    Linux 完全公平调度算法

    Linux 进程调度算法经历了以下几个版本的发展： 基于时间片轮询调度算法。(2.6之前的版本) O(1) 调度算法。(2.6.23之前的版本) 完全公平调度算法。...为了解决上面两个问题，Linux内核的开发者创造了 完全公平调度算法。...完全公平调度的两个对象 Linux 内核为了实现 完全公平调度算法，定义两个对象：cfs_rq (可运行进程队列) 和 sched_entity (调度实体)。...完全公平调度算法实现 有了上面的基础，现在可以开始分析 Linux 内核中怎么实现 完全公平调度算法 了。 我们先来看看怎么更新一个进程的虚拟运行时间。 1....调度时机 前面介绍了 完全公平调度算法 怎么向可运行队列添加调度的进程和怎么从可运行队列中获取下一个可运行的进程，那么 Linux 内核在什么时候会进行进程调度呢？

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    初识Linux · O(1)调度算法

    并且，优先级一共就那么几个优先级，实际运行的时候，进程可不止有那么多个，所以优先级并不能真正代替进程是否先运行，并且nice值也是影响进程的运行，这一切，构成了一个新的专题，即Linux中的O(1)调度算法...O(1)调度算法 正式开始之前，我们不妨整理一下，有多少个问题： 1. 随着进程的增多，进程排队的时间是否会越来越多，甚至导致运行不了？ 2. 优先级一定是越小就一定会先运行吗？...3. nice值影响优先级的区间为什么只有40个值 这么多问题的切入点只有一个，即Linux源码中的一个结构：runqueue 这是解决问题的关键。...根据上图，array[0]中有一个140个空间的queue，还有一个bitmap[5]，因为这两个变量的存在，所以Linux的调度是分时操作的，保证了一定的公平性，还有一种操作是实时操作，实时操作的例子比如出租车...当某个队列中一个进程都没有了，比如active中没有进程了，那么active和expired交换队列，此时acitve指向的即活跃，即原来过期的进程变成了活跃进程，活跃的进程变成了过期的进程，这个过程，就被成为O(1)调度算法

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    LVS内核原理与LVS十种调度算法

    早期使用lvs需要修改内核才能使用，但是由于性能优异，现在已经被收入内核。 早期使用lvs需要修改内核才能使用，但是由于性能优异，现在已经被收入内核。...ipvs(ip virtual server)：一段代码工作在内核空间，叫ipvs，是真正生效实现调度的代码。...LVS十种调度算法 静态调度(Fixed Scheduling Method) 轮询（Round Robin，rr） ?...了解这些算法原理能够在特定的应用场合选择最适合的调度算法，从而尽可能地保持Real Server的最佳利用性。当然也可以自行开发算法，不过这已超出本文范围，请参考有关算法原理的资料。...调度器通过最少连接调度算法动态地将网络请求调度到已建立的链接数最少的服务器上。如果集群系统的真实服务器具有相近的系统性能，采用“最小连接”调度算法可以较好地均衡负载。

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    【Linux 内核】线程调度示例一 ① ( 获取线程调度策略 | 断言 assert | 代码示例 )

    文章目录 一、获取线程调度策略 二、断言 assert 三、获取线程调度策略 代码示例 一、获取线程调度策略 ---- 获取线程调度策略 核心函数 是 pthread_attr_getschedpolicy...函数 ; 获取线程 " 调度策略 " 函数 : int pthread_attr_getschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int *policy); 获取的调度策略通过...; EFAULTEFAULT : pthread_attr_t *attr 指针无效 ; ENOTSUPENOTSUP : 尝试将调度策略修改为 SCHED_FIFO 或 SCHED_RR 实时调度策略...代码示例 ---- 获取线程调度策略 源码 : /** * @brief 获取线程调度策略 * * @return int */ static int get_thread_policy(...pthread_attr_t *p_attr){ // 用于接收调度策略返回值 int policy; // 获取线程的调度策略, 如 SCHED_FIFO, SCHED_RR

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    Linux内核6.12正式发布！支持实时应用，改进调度

    现在内核 6.12 已完成，是时候决定是否立即实施了。本文回顾了最相关的功能，并提供了升级 Linux 设备的方法。 译自 Linux Kernel 6.12 Is Official!...截至2024年11月17日，最新的Linux内核版本为6.12。它包含了对某些Linux社区用户来说非常重要的几个特性。...内核6.12的关键特性 内核6.12的两个关键特性是实时应用程序支持和内核调度。当然还有许多新的或更新的组件，但这两者代表了最佳功能。...内核调度: 改进了任务调度，提高了效率。 其他新的或更新的功能包括： 驱动程序（55%的更新）。 文档。 ‘perf’性能监控工具改进。 围绕架构、文件系统管理和网络的核心内核开发。...此处适用您的标准补丁测试和调度。 但是，基于Ubuntu的发行版可以使用Mainline应用程序立即更新内核。首先安装Mainline，然后浏览可用的内核。Mainline还可以帮助您删除旧的内核。

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