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)。...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。...如果是这样，调度程序会被唤醒，重新选择新的进程执行(应该会是刚刚进人可运行状态的这个进程)。此外，当一个进程的时间片变为0时，它会被抢占，调度程序被唤醒以选择-一个新的进程。
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。...为此，内核为每个进程设置了一个标志来表明是否需要重新执行一次调度，当某个进程应该被抢占时，会设置这个标志，当一个优先级高的进程进入可执行状态的时候，也会设置这个标志位，内核检查到此标志位就会调用重新进行调度...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。
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。
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...，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。
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...终止后的状态 ; 状态之间的转换 , 参考 【Linux 内核】进程管理 ( Linux 中进程的 CPU 资源调度 | 进程生命周期 | 创建状态 | 就绪状态 | 执行状态 | 阻塞状态 | 终止状态
1、虚拟处理器、虚拟内存：让进程感觉自己拥有所有 image.png 2、进程上限，cat /proc/sys/kernel/pid_max 3、进程的五种状态 image.png set_task_state...(task,state); 4、每个进程都有一个父进程 image.png 5、进程的创建：fork() exec() image.png 6、写时拷贝COW image.png 7、线程和进程的区别不大...image.png 8、孤儿进程，父进程先关掉，再设置一个父进程，如果没有，设置init image.png 9、2.6内核后进程调度算法CFS:完全公平调度算法 10、进程分为IO消耗型和处理器消耗型...image.png image.png 13、与调度相关的系统调用 image.png 14、系统调用在用户空间进程和硬件设备之间添加了一个中间层 image.png 15、中断 image.png...21、虚拟文件系统：VFS 22、IO调度 23、页高速缓存和页回写
Linux 系统为了提升响应的速度，倾向于优先调度 I/O 消耗型。...一、普通进程 在 Linux 中普通进程依赖称之为 nice 值 的东东来进行进程的优先级描述。nice 值的范围是 [-20, 19]。...—— 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。...也可以用 pidstat -w 命令查看进程切换的每秒统计值： pidstat -w 1 Linux 3.10.0-229.14.1.el7.x86_64 (bj71s060) 02/01/2018
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。...总而言之，对于实时进程，高优先级的进程先执行，它执行到没法执行了，才轮到低优先级的进程执行。 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。...Linux下，静态优先级是用户不可见的，隐藏在内核中。...因为，不仅要考虑静态优先级，也要考虑进程的属性。例如如果进程属于交互式进程，那么可以适当的调高它的优先级，使得界面反应地更加迅速，从而使用户得到更好的体验。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。
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。...SCHED_RR，时间片轮转调度，也是高优先级可以抢占低优先级，对于同优先级新来的排到队尾，每个进程都执行一个时间片，然后换下一个进程。...普通调度策略有 SCHED_NORMAL， SCHED_BATCH，SCHED_IDLE SCHED_NORMAL：普通的进程 SCHED_BATCH：后台进程 SCHED_IDLE：空闲时运行的进程...stop_sched_class：优先级最高的进程使用该策略，可以打断所有其他进程，并且该进程不会被抢占 rt_sched_class：RR算法或者FIFO算法的调度策略，具体由该进程的task_struct...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。
文章目录 一、进程分类 ( 实时进程 | 普通进程 ) 二、Linux 内核调度策略 1、SCHED_FIFO 调度策略 2、SCHED_RR 调度策略 三、实时调度实体 sched_rt_entity...内核】调度器 ⑧ ( 进程优先级源码 include\linux\sched\prio.h | 进程分类 | 实时进程 | 普通进程 | 进程优先级数值 | 0 ~ 99 实时进程 ) 博客 ; 二、...Linux 内核调度策略 ---- 在 【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 ) 博客中 , 介绍了 Linux 内核相关的调度策略 ; 1、SCHED_FIFO 调度策略 SCHED_FIFO 是 " 实时进程调度策略 " , 这是一种 先进先出..., CPU 时间片会被轮转给 相同进程优先级 的 其它进程 ; 三、实时调度实体 sched_rt_entity ---- 实时调度实体 在 Linux 内核源码中通过 sched_rt_entity
本文中出现的，内核线程，轻量级进程，用户进程，用户线程等概念，如果不太熟悉, 可以参见 内核线程、轻量级进程、用户线程三种线程概念解惑（线程≠轻量级进程） Linux进程类别 虽然我们在区分Linux...用户进程运行在用户空间上, 而一些通过共享资源实现的一组进程我们称之为线程组, Linux下内核其实本质上没有线程的概念, Linux下线程其实上是与其他进程共享某些资源的进程而已。...处理器竞争：因与特定内核线程关联，因此可以在全系统范围内竞争处理器资源 使用资源：与父进程共享进程地址空间 调度：像普通进程一样调度 轻量级线程(LWP)是一种由内核支持的用户线程。...上图是最初的一个用户线程模型，从中可以看出，进程中包含线程，用户线程在用户空间中实现，内核并没有直接对用户线程进程调度，内核的调度对象和传统进程一样，还是进程本身，内核并不知道用户线程的存在。..., Linux下内核其实本质上没有线程的概念, Linux下线程其实上是与其他进程共享某些资源的进程而已。
内核线程 为什么需要内核线程 Linux内核可以看作一个服务进程(管理软硬件资源，响应用户进程的种种合理以及不合理的请求)。 内核需要多个执行流并行，为了防止可能的阻塞，支持多线程是必要的。...内核线程就是内核的分身，一个分身可以处理一件特定事情。内核线程的调度由内核负责，一个内核线程处于阻塞状态时不影响其他的内核线程，因为其是调度的基本单位。 这与用户线程是不一样的。...内核线程和普通的进程间的区别在于内核线程没有独立的地址空间，mm指针被设置为NULL；它只在 内核空间运行，从来不切换到用户空间去；并且和普通进程一样，可以被调度，也可以被抢占。...最重要的就是工作队列允许被重新调度甚至是睡眠。...于是linux-2.6.22引入了kthreadd进程, 并随后演变为2号进程, 它在系统初始化时同1号进程一起被创建(当然肯定是通过kernel_thread), 参见rest_init函数, 并随后演变为创建内核线程的真正建造师
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。...函数，这也是进程B在内核态运行时候的 进程B当初也是通过系统调用进入内核的，现在进程B读取到按键数据后，要返回用户空间，此时内核会将进程B的内核栈中 pt_reg 里面所有保存下来的寄存器恢复，例如会重新设置栈指针寄存器...四、总结: 进程发生切换总是调用 schedule 函数进行的，进程调度分抢占式调度和主动调度，主动调度表示的是进程主动调用 schedule 函数发生进程切换 schedule 函数主要做了两件事，...第一件事是将通过调度类从运行队列中挑选下一个运行的进程，第二件事是进行进程切换 进程切换会切换进程地址空间，重新加载页表，还有切换内核栈 进程切换涉及三个进程，新进程需要对上一个进程做一些清理工作 文章参考
那么，进程的优先级该如何确定呢？有两种方式：由用户程序指定、由内核的调度程序动态调整。（下面会说到） linux内核将进程分成两个级别：普通进程和实时进程。...普通进程具体的调度算法非常复杂，并且随linux内核版本的演变也在不断更替（不仅仅是简单的调整），所以本文就不继续深入了。...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。...必须等到返回用户态时才会触发调度（确切的说，是在返回用户态之前，内核会专门检查一下是否需要调度）； linux 2.6则实现了内核抢占，但是在很多地方还是为了保护临界区资源而需要临时性的禁用内核抢占。
Linux 系统为了提升响应的速度，倾向于优先调度 I/O 消耗型。...Linux 调度算法： Linux 中有一个总的调度结构，称之为 调度器类（scheduler class），它允许不同的可动态添加的调度算法并存，总调度器根据调度器类的优先顺序，依次去进行调度器类的中的进程进行调度...Linux 调度时机： 1、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。...也可以用 pidstat -w 命令查看进程切换的每秒统计值： pidstat -w 1 Linux 3.10.0-229.14.1.el7.x86_64 (bj71s060) 02/01/2018...）的时机:linux在2.6版本之后就支持内核抢占了，但是请注意，具体取决于内核编译时的选项： CONFIG_PREEMPT_NONE=y 不允许内核抢占。
此外如何进程中如果存在实时进程, 则实时进程总是在普通进程之前被调度 3 linux调度器的演变 一开始的调度器是复杂度为O(n)的始调度算法(实际上每次会遍历所有任务，所以复杂度为O(n)), 这个算法的缺点是当内核中有很多任务时...，调度器本身就会耗费不少时间，所以，从linux2.5开始引入赫赫有名的O(1)调度器 然而，linux是集全球很多程序员的聪明才智而发展起来的超级内核，没有最好，只有更好，在O(1)调度器风光了没几天就又被另一个更优秀的调度器取代了...ca=drs-cn-0125 另外内核文档sched-design-CFS.txt中也有介绍 字段 版本 O(n)的始调度算法 linux-0.11~2.4 O(1)调度器 linux-2.5...CFS调度器 linux-2.6~至今 4 Linux的调度器设计 4 Linux的调度器设计 2个调度器 可以用两种方法来激活调度 一种是直接的, 比如进程打算睡眠或出于其他原因放弃CPU 另一种是通过周期性的机制...)) 并且每个调度器包括两个内容：调度框架(其实质就是两个函数框架)及调度器类 6种调度策略 linux内核目前实现了6种调度策略(即调度算法), 用于对不同类型的进程进行调度, 或者支持某些特殊的功能
O(n)), 这个算法的缺点是当内核中有很多任务时，调度器本身就会耗费不少时间，所以，从linux2.5开始引入赫赫有名的O(1) O(1)调度器 然而，linux是集全球很多程序员的聪明才智而发展起来的超级内核...学习直通车： Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈-学习视频教程 内核资料直通车： Linux内核源码技术学习路线+视频教程代码资料 二，O(n)的始调度算法 2.1...Linux2.4之前的内核调度器 早期的Linux进程调度器使用了最低的设计，它显然不关注具有很多处理器的大型架构，更不用说是超线程了。...O(1)调度算法所花费的时间为常数，与当前系统中的进程个数无关。 此外Linux 2.6内核支持内核态抢占，因此更好地支持了实时进程。...相对于前任，O(1)调度器还更好地区分了交互式进程和批处理式进程。 Linux 2.6内核也支持三种调度策略。
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。...默认配置（如果你用默认选项编译内核的话）MAX_PRIO是140，就是说一共内核对进程一共定义了140种优先级。...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。
文章目录 简介 执行线程 两种虚拟机制 进程描述符与任务队列 PID 进程状态转化图 进程级联 进程创建过程 写时拷贝 fork() 线程在Linux中的实现 clone参数标志 内核线程 进程终结 删除进程描述符...执行线程 执行线程，简称线程(threads)，是在进程中活动的对象。每个线程都拥有一个独立的程序计数器、进程栈和一组进程寄存器。内核调度的对象是线程，而不是进程。...进程状态转化图 进程级联 Linux进程之间存在一个明显的继承关系。所有的进程都是PID为1的init进程的后代。内核在系统启动的最后阶段启动init进程。...从内核的角度来说，它并没有线程这个概念。Linux把所有的线程都当作进程来实现。内核并没有准备特别的调度算法或是定义特别的数据结构来表征线程。相反，线程仅仅被视为一个使用某些共享资源的进程。...它们只在内核空间运行，从来不切换到用户空间。内核进程和普通进程一样，可以被调度，也可以被抢占。 Linux确实会把一些任务交给内核线程去做，像pdflush和ksofirqd这 些任务就是明显的例子。
在Linux内核中，进程又称为任务（task），进程的虚拟地址空间可以分为用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间，所有进程共享内核虚拟地址空间，又各自拥有独立的用户虚拟地址空间。...可通过 ps 命令查看进程信息（瞬时的进程状态信息，如果想要实时监控，使用 top 命令）：图片 USER：指明进程所属者名称 PID：进程ID %CPU：...但睡眠进程会特别标注出来，调度器会知道它们无法立即运行。...图片 Linux内核提供了一组宏值来表示进程的状态： TASK_RUNNING（可运行状态或就绪状态）；Linux并没有严格区分运行态或就绪态，统一为TASK_RUNNING...TASK_UNINTERRUPTIBLE（不可中断状态）；进程在睡眠等待时不被信号等干扰，ps命令下显示状态为D，此类进程只能由内核亲自唤醒，因此该状态又称为深度睡眠。
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