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linux系统进程调度机制

相关内容

  • 【Linux内核】进程调度

    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。这种机制有很多缺点:调度程序无法对每个进程该执行多长时间做出统一规定,所以进程独占的处理器时间可能超出用户的预料,更糟的是,一个决不做出让步的悬挂进程就能使系统崩溃。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。调度程序总是选择时间片未用尽面且优先级最高的进程运行。用户和系统都可以通过设置进程的优先级来影响系统的调度。时间片时间片是一个数值,它表明进程在被抢占前能持续运行的时间。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进程调度器概述--Linux进程的管理与调度(十五)

    因此进程调度也包含了线程调度的功能.linux进程的调度算法其实经过了很多次的演变, 但是其演变主要是针对与普通进程的, 因为前面我们提到过根据进程的不同分类Linux采用不同的调度策略.实时进程和普通进程采用了不同的调度策略否则很容易出现进程饥饿, 这种情况下用户会感觉操作系统很卡, 响应总是很慢.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(nlinux-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, 以固定的频率运行, 内核恢复到进程被切换出去的点继续执行, 此时内核只知道谁之前将新进程抢占了, 但是却不知道新进程再次执行是抢占了谁, 因此底层的进程切换机制必须将此前执行的进程(即新进程抢占的那个进程)提供给context_switch函数执行该策略.新唤醒的进程不必一定由完全公平调度器处理, 如果新进程是一个实时进程, 则会立即请求调度, 因为实时进程优先极高, 实时进程总会抢占CFS进程 内核为了实现完全公平, 对一些交互式进程有补偿机制
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  • Linux内核调度分析(进程调度)

    采用抢占式多任务的基础是使用**时间片轮转**机制来为每个进程分配可以运行的时间单位。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)。为了保证交互式应用和桌面系统的性能,一般Linux更倾向于优先调度IO消耗型进程。进程优先级Linux采用了两种不同的优先级范围。使用nice值:越大的nice值意味着更低的优先级。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。
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  • Linux进程调度器的设计--Linux进程的管理与调度(十七)

    否则很容易出现进程饥饿, 这种情况下用户会感觉操作系统很卡, 响应总是很慢,因此在linux调度器的发展历程中经过了多次重大变动, linux总是希望寻找一个最接近于完美的调度策略来公平快速的调度进程2 Linux的调度器组成2.1 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, 以固定的频率运行, 不时的检测是否有必要因此当前linux暂时没弄明白3 进程调度的数据结构调度器使用一系列数据结构来排序和管理系统中的进程.早期的内核中就绪队列是全局的, 即即有全局唯一的rq, 但是 在Linux-2.6内核时代,为了更好的支持多核,Linux调度器普遍采用了per-cpu的run queue,从而克服了多CPU系统中,全局唯一的(struct task_group)我们知道,linux是一个多用户系统,如果有两个进程分别属于两个用户,而进程的优先级不同,会导致两个用户所占用的CPU时间不同,这样显然是不公平的(如果优先级差距很大
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  • Linux进程及其调度策略

    批处理进程没有与用户交互的,往往在后台被默默地执行。实时进程由Linux操作系统创造,普通用户只能创建普通进程。两种进程的优先级不同,实时进程的优先级永远高于普通进程。O(n)和O(1)调度器下面介绍Linux的调度策略。最原始的调度策略是按照优先级排列好进程,等到一个进程运行完了再运行优先级较低的一个,但这种策略完全无法发挥多任务系统的优势。因此,随着时间推移,操作系统的调度器也多次进化。先来看Linux 2.4内核推出的O(n)调度器。O(n)这个名字,来源于算法复杂度的大O表示法。大O符号代表这个算法在最坏情况下的复杂度。O(n)调度器是Linux 2.6之前使用的进程调度器。为了解决O(n)调度器的性能问题,O(1)调度器被发明了出来,并从Linux 2.6内核开始使用。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。
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  • Linux的进程线程及调度

    本文为宋宝华《Linux的进程、线程以及调度》学习笔记。1 进程概念1.1 进程与线程的定义操作系统中的经典定义: 进程:资源分配单位。 线程:调度单位。操作系统中用PCB(Process Control Block, 进程控制块)来描述进程。Linux中的PCB是task_struct结构体。 ?4) 信号量 信号量、消息队列、共享内存是System V IPC机制。 临界区:任何时刻只能有一个进程进行独占式访问的代码区。消息队列独立于进程而存在。6) 共享内存 需要通信的进程间共享一块内存进行数据交换。2 进程线程的实现本质Linux调度器实际是识别task_struct进行调度。Linux线程本质上就是进程,只是线程间共享所有资源。如上图所示。 每个线程都有自己的task_struct,因为每个线程可被CPU调度。多线程间又共享同一进程资源。这两点刚好满足线程的定义。
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  • Linux进程调度策略的发展和演变--Linux进程的管理与调度(十六)

    因为linux只要最好的那个。2 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。Linux2.4调度器是如何提高交互式进程的优先级的呢?当系统中这类进程的负载较重时,会影响真正的交互式进程的响应时间。对实时进程的支持不够 Linux2.4内核是非抢占的,当进程处于内核态时不会发生抢占,这对于真正的实时应用是不能接受的。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。需求决定一切,面对大型服务器,有UNIX的机制站在那里,而如果我们想把Linux推广到每一个掌上设备,那就没必要复制UNIX的那套了,BFS完全可以完美的搞定一切。
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  • linux进程调度

      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。而nice值,影响的是优先级在MAX_RT_PRIO~MAX_RT_PRIO+40范围内的进程。  不同与普通进程,系统调度时,实时优先级高的进程总是先于优先级低的进程执行。知道实时优先级高的实时进程无法执行。实时进程总是被认为处于活动状态。如果有数个 优先级相同的实时进程,那么系统就会按照进程出现在队列上的顺序选择进程。
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  • Linux进程核心调度器之主调度器schedule--Linux进程的管理与调度(十九)

    主调度器在内核中的许多地方, 如果要将CPU分配给与当前活动进程不同的另一个进程, 都会直接调用主调度器函数schedule, 从系统调用返回后, 内核也会检查当前进程是否设置了重调度标志TLF_NEDD_RESCHED, 去查找最优的那个进程, 当然因为大多数情况下, 系统中全是CFS调度的非实时进程, 因而linux内核也有一些优化的策略其执行流程如下如果当前cpu上所有的进程都是cfs调度的普通非实时进程, 则直接用加快经常性事件, 是程序开发中一个优化的准则, 那么linux系统中最普遍的进程是什么呢?, 也就是说多数情形下, 我们的linux中进程全是cfs调度的而likely这个宏业表明了这点, 这也是gcc内建的一个编译选项, 它其实就是告诉编译器表达式很大的情况下为真, 编译器可以对此做出优化Linux相比与其他操作系统(包括其他类 Unix 系统)有很多的优点,其中有一项就是,其上下文切换和模式切换的时间消耗非常少.1.4.2 context_switch流程context_switch函数完成了进程上下文的切换
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  • Linux核心调度器之周期性调度器scheduler_tick--Linux进程的管理与调度(十八)

    我们前面提到linux有两种方法激活调度器:核心调度器和 周期调度器一种是直接的, 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, 以固定的频率运行, 不时的检测是否有必要因而内核提供了两个调度器主调度器, 或者从另外一个角度上说, 他试图确保没有进程被亏待.1.2 进程的分类linux把进程区分为实时进程和非实时进程, 其中非实时进程进一步划分为交互式进程和批处理进程根据进程的不同分类Linux采用不同的调度策略CFS调度器 linux-2.6~至今 1.4 Linux的调度器组成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, 以固定的频率运行调度普通的非实时进程SCHED_FIFO和SCHED_RR和SCHED_DEADLINE则采用不同的调度策略调度实时进程SCHED_IDLE则在系统空闲时调用idle进程.5个调度器类而依据其调度策略的不同实现了, 而内核将会在接下来的适当实际完成此请求.3 周期性调度器的激活3.1 定时器周期性的激活调度器定时器是Linux提供的一种定时服务的机制.
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  • Linux进程调度之 - O(1)调度算法

    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。由于在 Linux 内核中,任务和进程是相同的概念,所以在本文混用了任务和进程这两个名词。
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  • 时间系统、进程的调度与切换

    一般的时分系统里,都会有个timer interrupt 每隔一段时间到来,也就是上面说的时钟中断了。二、linux 的调度程序 schedule()进程的状态(简略版):?Linux 2.4 之前 kernel is nonpreemptive (2)抢占式优先权调度算法(又称可剥夺调度,Preemptive Scheduling) 该算法的本质就是系统中当前运行的进程永远是可运行进程中优先权最高的那个这种方式的优先权调度算法,能更好的满足紧迫进程的要求,故而常用于要求比较严格的实时系统中,以及对性能要求较高的批处理和分时系统中。Linux 2.6开始也实现了这种调度算法。(二)、进程调度的时机Linux 调度时机主要有。对于实时进程,Linux采用了两种调度策略,即FIFO(先来先服务调度)和RR(时间片轮转调度)。
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  • 从 Linux 进程调度到 Android 线程管理

    6493:同时我们可以,执行 ls proc6493tasks 查看该进程下的所有 tasks,他们之间有完整的对应关系:PS: 查看 proc6493tasks 需要 root 权限Linux 进程调度现在的操作系统都是多任务的普通进程和实时进程分别用 nice 值和实时优先级(RTPRI)来度量优先级。nice 值Linux 中,使用 nice 值来设定一个普通进程的优先级,系统任务调度器根据 nice 值合理安排调度。memory,IO等等)的机制。Android 中的线程对应到 Linux 的内核中的轻量级进程,所以 Linux 为其分配资源适用 Linux 进程调度策略。参考资料从linux到android,进程的方方面面Linux 线程实现机制分析内核线程、轻量级进程、用户线程的区别和联系Android 多线程系统概述及与Linux系统的关系Linux 线程模型的比较
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  • 原 浅谈Linux进程调度过程

    在操作系统运行过程中,由于CPU bound和IO bound,进行进程的调度自然是常事。进行进程调度时,操作系统使用某些特定算法(如FIFO、SCBF、轮转法等)在进程队列中选出一个进程作为下一个运行的进程,调用schedule。schedule()进行进程切换,也可以在中断处理过程中进行调度,也就是说内核线程作为一类的特殊的进程可以主动调度,也可以被动调度;用户态进程无法实现主动调度,仅能通过陷入内核态后的某个时机点进行调度,相对于可以高风亮节主动让出系统资源的内核态进程,用户态进程只能接受被动调度。而被动调度分为抢占式调度和强制调度。陈政arc001    原创作品转载请注明出处  《Linux内核分析》MOOC课程
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  • Linux下的进程类别(内核线程、轻量级进程和用户进程)--Linux进程的管理与调度(四)

    处理器竞争:可以在全系统范围内竞争处理器资源;使用资源:唯一使用的资源是内核栈和上下文切换时保持寄存器的空间调度:调度的开销可能和进程自身差不多昂贵同步效率:资源的同步和数据共享比整个进程的数据同步和共享要低一些轻量级进程由clone()系统调用创建,参数是CLONE_VM,即与父进程是共享进程地址空间和系统资源。与普通进程区别:LWP只有一个最小的执行上下文和调度程序所需的统计信息。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。调度:由在用户空间实现的线程库,在所属进程内进行调度LWP虽然本质上属于用户线程,但LWP线程库是建立在内核之上的,LWP的许多操作都要进行系统调用,因此效率不高。LWP还是和前面提到的一样,具有内核线程支持,是内核的调度单元,并且用户线程的系统调用要通过LWP,因此进程中某个用户线程的阻塞不会影响整个进程的执行。
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  • Linux进程退出详解(do_exit)--Linux进程的管理与调度(十四)

    这个信息我们已经讨论过很多次了 参见 Linux进程ID号–Linux进程的管理与调度(三) Linux进程描述符task_struct结构体详解–Linux进程的管理与调度(一) 为什么还需要exit_group我们如果了解linux的线程实现机制的话, 会知道所有的线程是属于一个线程组的, 同时即使不是线程, linux也允许多个进程组成进程组, 多个进程组组成一个会话, 因此我们本质上了解到不管是多线程,因此C语言的库函数exit使用系统调用exit_group来终止整个线程组,库函数pthread_exit使用系统调用_exit来终止某一个线程_exit和exit_group这两个系统调用在Linux因此C语言的库函数exit使用系统调用exit_group来终止整个线程组,库函数pthread_exit使用系统调用_exit来终止某一个线程_exit和exit_group这两个系统调用在Linux但是尽管进程已经不能再被调度,但系统还是保留了它的进程描述符,这样做是为了让系统有办法在进程终止后仍能获得它的信息。
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  • Linux唤醒抢占----Linux进程的管理与调度(二十三)

    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.当然,一个进程也可以主动释放CPU的控制权.不可中断睡眠状态一般较少用到, 但在一些特定情况下这种状态还是很有用的, 比如说: 进程必须等待, 不能被中断, 直到某个特定的事件发生.在现代的Linux操作系统中, 进程一般都是用调用schedule, 可以通过wake_up_new_task完成唤醒工作, 参见Linux下进程的创建过程分析(_do_forkdo_fork详解)–Linux进程的管理与调度(八)使用fork创建进程的时候, 内核会调用TASK_RUNNING,所以wake_up_process将A进程状态从睡眠状态转变为运行状态的努力没有起到预期的作用.4.3 避免无效抢占要解决这个问题, 必须使用一种保障机制使得判断链表为空和设置进程状态为睡眠状态成为一个不可分割的步骤才行Linux操作系统中, 内核的稳定性至关重要, 为了避免在Linux操作系统内核中出现无效唤醒问题, Linux内核在需要进程睡眠的时候应该使用类似如下的操作:* ‘q’是我们希望睡眠的等待队列 *DECLARE_WAITQUEUE
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  • Linux内核线程kernel thread详解--Linux进程的管理与调度(十)

    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。但是这种机制低效而且繁琐, 将所有的操作塞给内核, 我们创建内核线程的初衷不本来就是为了内核分担工作, 减少内核的开销的么Workqueue机制因此在linux-2.6以后, 提供了更加方便的接口kthead_create并且可以根据当前系统CPU的个数创建线程的数量,使得线程处理的事务能够并行化。workqueue是内核中实现简单而有效的机制,他显然简化了内核daemon的创建,方便了用户的编程.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内核线程会出现在系统进程列表中, 但是在ps的输出中进程名command由方括号包围, 以便与普通进程区分。
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  • Linux CFS调度器之唤醒抢占--Linux进程的管理与调度(三十)

    , 当然因为大多数情况下, 系统中全是CFS调度的非实时进程, 因而linux内核也有一些优化的策略 一般情况下选择红黑树中的最左进程left作为最优进程完成调度, 如果选出的进程正好是cfs_rq->进程由于刚被唤醒, 可能比较饥饿, 优先调度他们能提高系统缓存的命中率 周期性调度 task_tick_fair 周期性调度器的工作由scheduler_tick函数完成, 在scheduler_tickcurr, 如果发现curr进程已经运行了足够长的时间, 其他进程已经开始饥饿, 那么我们就需要通过resched_curr函数来设置重调度标识TIF_NEED_RESCHED, 此标志会提示系统在合适的时间进行调度关于place_entity函数, 我们之前在讲解CFS队列操作的时候已经讲的很详细了 参见linux进程管理与调度之CFS入队出队操作 设想一下子如果休眠进程的vruntime保持不变, 而其他运行进程的调度算法的本意,即保证交互式进程的响应速度,因为交互式进程等待用户输入会频繁休眠但是这样子也会有一个问题, 我们是以某个cfs就绪队列的min_vruntime值为基础来设定的, 在多CPU的系统上,不同的
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  • Linux下0号进程的前世(init_task进程)今生(idle进程)----Linux进程的管理与调度(五)【转】

    是系统中所有其它用户进程的祖先进程Linux中的所有进程都是有init进程创建并运行的。首先Linux内核启动,然后在用户空间中启动init进程,再启动其他系统进程。,宏INIT_TASK在includelinuxinit_task.h文件中init_task是Linux内核中的第一个线程,它贯穿于整个Linux系统的初始化过程中,该进程也是Linux系统中唯一一个没有用进程继续对Linux系统初始化。idle的调度和运行时机我们知道, linux进程的调度顺序是按照 rt实时进程(rt调度器), normal普通进程(cfs调度器),和idel的顺序来调度的那么可以试想如果rt和cfs都没有可以运行的任务idle进程总结系统允许一个进程创建新进程,新进程即为子进程,子进程还可以创建新的子进程,形成进程树结构模型。整个linux系统的所有进程也是一个树形结构。
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