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谈谈调度 - Linux O(1)

约莫十五年前,当我刚刚开始参加工作时,赶上 Linux 发布划时代的 2.6 内核。在这个大家都翘首期盼的内核版本中,最令人兴奋的便是 O(1) scheduler。本文来谈谈这个算法是如何实现的。...2.4 scheduler 的问题 Linux 2.4 scheduler 支持 SMP(Symmetric Multi-Processing),然而,由于只用一个 global runqueue,各个...是所有的资源共享一个任务的 runqueue,调度器调度时通过加锁来保证互斥,还是针对每个资源,我们都为其设置一个 runqueue,以减少锁带来的损耗?...两个 queue 都永远保持有序,一个 process 用完时间片,就会被插入 expired queue;当 runqueue 为空时,只需要把 runqueue 和 expired queue 交换一下即可...在其刚问世时,很多 linux 发行版就迫不及待将其移植回 2.4 kernel。而程序君整个职业生涯中接触过的一些调度器中,都能见到 bitarray + priority queue 的身影。

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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...1、当cpu1上的runqueue里一个可运行进程都没有的时候。...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。

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Linux O(1)调度器

O(n)调度器的种种问题,linux内核社区则在2.6内核版本引入了O(1)调度器,当然了引入的目的也正是要解决O(n)调度器面临的问题。...我们这片文章以Linux2.6.2版本来学习,在Linux内核文档中有一篇关于O(1)调度器的目的,如何设计的,以及实现有一个详细的介绍:sched-design.txt文档,有兴趣的可以去阅读。...系统中的runqueue是一个PER_CPU变量,也就是说每一个CPU维护这一个runqueue,这样在SMP系统就可以有效的避免多个CPU去访问同一个runqueue。..., runqueues); 可以看到struct runqueue是一个PER_CPU的变量,则对应的是SMP系统中每一个CPU都维护一个struct runqueue结构。...)-1)/sizeof(long)) typedef struct runqueue runqueue_t; struct prio_array { int nr_active; unsigned

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linux内核调度算法(1)–快速找到最高优先级进程

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?...首先看下面的优先级队列,每一个runqueue都有。runqueue是什么?下面会详细说下,现在大家可以理解为,内核为每一颗CPU分配了一个runqueue,用于维护这颗CPU可以运行的进程。...;   看看BITMAP_SIZE是怎么算出来的:#define BITMAP_SIZE ((((MAX_PRIO+1+7)/8)+sizeof(long)-1)/sizeof(long)) 那么,LINUX...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。...好,优先级队列搞明白了,现在来看看runqueue,每个runqueue包含三个优先级队列。

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Linux O(n)调度器

前面我们学习了调度器的设计需要关注的几个点,在这里复习下: 吞吐量(对应的是CPU消耗型进程) 响应速度(对应的是IO消耗型进程) 公平性,确保每个进程都可以有机会运行到 移动设备的功耗 Linux中调度器的设计...实时进程采用两种调度策略SCHED_RR或者SCHED_FIFO 普通进程采用nice值进行动态调整普通进程的优先级 经常睡眠的进程尝试增大下优先级,经常长占CPU的适当减少优先级 本节我们先来学习Linux...我们选择的内核版本是linux-2.4.19。 O(n)调度器的实现原理 O(n)代表的是寻找一个合适的进程的时间复杂度。...当需要picknext下一个进程时,需要对整个runqueue队列进行加锁的操作,spin_lock_irq(&runqueue_lock);当系统中进程数目比较多的时候,则在临界区的时间就比较长,导致其余的...所以在Linux2.6引入了O(1)的调度器。

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GolangGo goroutine调度器原理实现

这样的P与M的关系,就好比Linux操作系统调度层面用户线程(user thread)与核心线程(kernel thread)的对应关系那样(N x M)。...P维护着这个队列(称之为runqueue), Go语言里,启动一个goroutine很容易:go function 就行,所以每有一个go语句被执行,runqueue队列就在其末尾加入一个 goroutine...,在下一个调度点,就从runqueue中取出(如何决定取哪个goroutine?)...所有的P也会周期性的检查global runqueue并运行其中的goroutine,否则global runqueue上的goroutine永远无法执行。...另一种情况是P所分配的任务G很快就执行完了(分配不均),这就导致了这个处理器P很忙,但是其他的P还有任务,此时如果global runqueue没有任务G了,那么P不得不从其他的P里拿一些G来执行。

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两个非常有意思的适合桌面使用的Linux task调度器: BFS和MuqSS

Linux内核的世界乃是非常之宽广,在主线内核之外还有很多支线可供观摩。 本文我来介绍Linux主线内核之外的两个非常有意思的适合桌面使用的task调度器BFS和MuqSS。...---- Linux内核其实有很多支线分支,其中Linux-CK就是著名的一支: https://wiki.archlinux.org/index.php/Linux-ck 该支线由Con Kolivas...* In non-interactive mode it will only take a task if it's from the current * runqueue or a runqueue...* In non-interactive mode it will only take a task if it's from the current * runqueue or a runqueue...Con Kolivas将长期维护他自己的CK分支或者如Linus本人那般,Con Kolivas也可能基于Linux-CK生成另一个自己的CK主线,彻底和Linux决裂!

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写了一年golang,来聊聊进程、线程与协程

还需要一种调度算法,Linux 中采用了基于时间片和优先级的完全公平调度算法。 线程 多进程的出现是为了解决 CPU 利用率的问题,那为什么还需要线程?答案是为了减少上下文切换时的开销。...,如网络阻塞、代码层面的阻塞(锁、sleep等)、系统调用等 进程时间片用完,让出 CPU 而进程切换 CPU 时需要进行这两步: 切换页目录以使用新的地址空间 切换内核栈和硬件上下文 进程和线程在 Linux...Linux 实现中,每个进程的地址空间都是虚拟的,虚拟地址空间转换到物理地址空间需要查页表,这个查询是很慢的过程,因此会用一种叫做 TLB 的 cache 来加速,当进程切换后,TLB 也随之失效了,所以会变慢...[1.png] 在 golang 中使用 go 关键字启动一个 goroutine,它将会被挂到 P 的 runqueue 中,等待被调度 [2.png] 当 M0 中正在运行的 G0 阻塞时(如执行了一个系统调用...),此时 M0 会休眠,它将放弃挂载的 P0,以便被其他 M 调度到 当 M0 系统调用结束后,会尝试“偷”一个 P,如果不成功,M0 将 G0 放到全局的 runqueue 中 P 会定期检查全局 runqueue

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CFS调度器(1)-基本原理

我想用一系列文章呈现Linux 调度器的设计原理。 注:文章代码分析基于Linux-4.18.0。...什么是调度类 从Linux 2.6.23开始,Linux引入scheduling class的概念,目的是将调度器模块化。这样提高了扩展性,添加一个新的调度器也变得简单起来。...在Linux中,每一个调度类都是有明确的优先级关系,高优先级调度类管理的进程会优先获得cpu使用权。 enqueue_task:向该调度器管理的runqueue中添加一个进程。...dequeue_task:向该调度器管理的runqueue中删除一个进程。我们把这个操作称为出队。...就绪队列(runqueue) 系统中每个CPU都会有一个全局的就绪队列(cpu runqueue),使用struct rq结构体描述,它是per-cpu类型,即每个cpu上都会有一个struct rq结构体

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吐血整理 | 肝翻 Linux 进程调度所有知识点

runqueue 运行队列 runqueue 运行队列是本 CPU 上所有可运行进程的队列集合。...调度算法 字段 版本 O(n) 调度器 linux0.11 - 2.4 O(1) 调度器 linux2.6 CFS调度器 linux2.6至今 O(n) O(n) 调度器是在内核2.4以及更早期版本采用的算法...SMP 系统不好,因为只有一个 runqueue,选择下一个任务时,需要对这个 runqueue 队列进行加锁操作,当任务较多的时候,则在临界区的时间就比较长,导致其余的 CPU 自旋浪费。...O(1) 内核2.6采用了O(1) 调度器,让每个 CPU 维护一个自己的 runqueue,从而减少了锁的竞争。...为了能够快速找到虚拟运行时间最小的进程,Linux 内核使用红黑树来保存可运行的进程。

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