『壹』 linux進程調度的三種策略是什麼
linux內核的三種主要調度策略:
1,SCHED_OTHER 分時調度策略,
2,SCHED_FIFO實時調度策略,先到先服務
3,SCHED_RR實時調度策略,時間片輪轉
實時進程將得到優先調用,實時進程根據實時優先順序決定調度權值。分時進程則通過nice和counter值決定權值,nice越小,counter越大,被調度的概率越大,也就是曾經使用了cpu最少的進程將會得到優先調度。
SHCED_RR和SCHED_FIFO的不同:
當採用SHCED_RR策略的進程的時間片用完,系統將重新分配時間片,並置於就緒隊列尾。放在隊列尾保證了所有具有相同優先順序的RR任務的調度公平。
SCHED_FIFO一旦佔用cpu則一直運行。一直運行直到有更高優先順序任務到達或自己放棄。
如果有相同優先順序的實時進程(根據優先順序計算的調度權值是一樣的)已經准備好,FIFO時必須等待該進程主動放棄後才可以運行這個優先順序相同的任務。而RR可以讓每個任務都執行一段時間。
相同點:
RR和FIFO都只用於實時任務。
創建時優先順序大於0(1-99)。
按照可搶占優先順序調度演算法進行。
就緒態的實時任務立即搶占非實時任務。
所有任務都採用linux分時調度策略時:
1,創建任務指定採用分時調度策略,並指定優先順序nice值(-20~19)。
2,將根據每個任務的nice值確定在cpu上的執行時間(counter)。
3,如果沒有等待資源,則將該任務加入到就緒隊列中。
4,調度程序遍歷就緒隊列中的任務,通過對每個任務動態優先順序的計算權值(counter+20-nice)結果,選擇計算結果最大的一個去運行,當這個時間片用完後(counter減至0)或者主動放棄cpu時,該任務將被放在就緒隊列末尾(時間片用完)或等待隊列(因等待資源而放棄cpu)中。
5,此時調度程序重復上面計算過程,轉到第4步。
6,當調度程序發現所有就緒任務計算所得的權值都為不大於0時,重復第2步。
所有任務都採用FIFO時:
1,創建進程時指定採用FIFO,並設置實時優先順序rt_priority(1-99)。
2,如果沒有等待資源,則將該任務加入到就緒隊列中。
3,調度程序遍歷就緒隊列,根據實時優先順序計算調度權值(1000+rt_priority),選擇權值最高的任務使用cpu,該FIFO任務將一直佔有cpu直到有優先順序更高的任務就緒(即使優先順序相同也不行)或者主動放棄(等待資源)。
4,調度程序發現有優先順序更高的任務到達(高優先順序任務可能被中斷或定時器任務喚醒,再或被當前運行的任務喚醒,等等),則調度程序立即在當前任務堆棧中保存當前cpu寄存器的所有數據,重新從高優先順序任務的堆棧中載入寄存器數據到cpu,此時高優先順序的任務開始運行。重復第3步。
5,如果當前任務因等待資源而主動放棄cpu使用權,則該任務將從就緒隊列中刪除,加入等待隊列,此時重復第3步。
所有任務都採用RR調度策略時:
1,創建任務時指定調度參數為RR,並設置任務的實時優先順序和nice值(nice值將會轉換為該任務的時間片的長度)。
2,如果沒有等待資源,則將該任務加入到就緒隊列中。
3,調度程序遍歷就緒隊列,根據實時優先順序計算調度權值(1000+rt_priority),選擇權值最高的任務使用cpu。
4,如果就緒隊列中的RR任務時間片為0,則會根據nice值設置該任務的時間片,同時將該任務放入就緒隊列的末尾。重復步驟3。
5,當前任務由於等待資源而主動退出cpu,則其加入等待隊列中。重復步驟3。
系統中既有分時調度,又有時間片輪轉調度和先進先出調度:
1,RR調度和FIFO調度的進程屬於實時進程,以分時調度的進程是非實時進程。
2,當實時進程准備就緒後,如果當前cpu正在運行非實時進程,則實時進程立即搶占非實時進程。
3,RR進程和FIFO進程都採用實時優先順序做為調度的權值標准,RR是FIFO的一個延伸。FIFO時,如果兩個進程的優先順序一樣,則這兩個優先順序一樣的進程具體執行哪一個是由其在隊列中的未知決定的,這樣導致一些不公正性(優先順序是一樣的,為什麼要讓你一直運行?),如果將兩個優先順序一樣的任務的調度策略都設為RR,則保證了這兩個任務可以循環執行,保證了公平。
Ingo Molnar-實時補丁
為了能並入主流內核,Ingo Molnar的實時補丁也採用了非常靈活的策略,它支持四種搶占模式:
1.No Forced Preemption (Server),這種模式等同於沒有使能搶占選項的標准內核,主要適用於科學計算等伺服器環境。
2.Voluntary Kernel Preemption (Desktop),這種模式使能了自願搶占,但仍然失效搶占內核選項,它通過增加搶占點縮減了搶占延遲,因此適用於一些需要較好的響應性的環境,如桌面環境,當然這種好的響應性是以犧牲一些吞吐率為代價的。
3.Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop),這種模式既包含了自願搶占,又使能了可搶占內核選項,因此有很好的響應延遲,實際上在一定程度上已經達到了軟實時性。它主要適用於桌面和一些嵌入式系統,但是吞吐率比模式2更低。
4.Complete Preemption (Real-Time),這種模式使能了所有實時功能,因此完全能夠滿足軟實時需求,它適用於延遲要求為100微秒或稍低的實時系統。
實現實時是以犧牲系統的吞吐率為代價的,因此實時性越好,系統吞吐率就越低。
『貳』 linux中什麼是時間片
時間片,簡單來說就是CPU分配給各個程序的時間,使各個程序從表面上看是同時進行的,而不會造成CPU資源浪費。
時間片輪轉調度中唯一有趣的一點是時間片的長度。從一個進程切換到另一個進程是需要一定時間的--保存和裝入寄存器值及內存映像,更新各種表格和隊列 等。
假如進程切換(process switch) - 有時稱為上下文切換(context switch),需要5毫秒,再假設時間片設為20毫秒,則在做完20毫秒有用的工作之後,CPU將花費5毫秒來進行進程切換。CPU時間的20%被浪費 在了管理開銷上。
『叄』 【操作系統】什麼是時間片時間片輪轉調度演算法
【操作系統】詳解時間片與輪轉調度演算法
時間片,簡單來說,是CPU在多任務環境下分配給每個程序的運行時間,以模擬並行執行,避免資源浪費。在宏觀上看,用戶可以同時打開多個程序,它們看似同時運行;微觀上,由於單核限制,通過時間片輪轉調度實現公平調度。每個進程分配一個時間片,當時間用完,CPU會切換到隊列末尾的進程,除非進程在時間片結束前結束或阻塞。
在時間片輪轉調度中,關鍵在於時間片的長度。切換進程(上下文切換)需要時間,比如5毫秒。如果時間片設為20毫秒,10%的時間就用於切換。為了提高效率,可以將時間片設為500毫秒,減少切換次數,但可能導致交互響應延遲。理想設置通常是100毫秒,既能保持效率,又不過於影響短交互請求。
Linux內核中,時間片是固定且用戶可見的,如200毫秒,線程形成一個隊列,用完時間片後回到隊尾。當線程執行函數且時間片結束時,調度機制如何處理,取決於內核版本。在2.4內核中,內核不會搶占,直到用戶空間高優先順序任務觸發切換;而2.6內核引入了內核搶占,提高了響應速度。
時間片輪轉調度演算法背後,涉及系統響應時間、就緒進程數量和系統處理能力的權衡。此外,還有多級反饋隊列調度,通過優先順序和隊列分配來平衡不同優先順序任務的執行。非搶占和搶占式優先權演算法用於批處理和實時系統,動態優先權則根據任務等待時間調整。實時系統對處理機能力、搶占式調度和快速切換有嚴格要求,如EDF演算法和LLF演算法用於實時調度。
最後,時間片輪轉調度演算法還存在一些挑戰,如整個系統的資源管理和處理器間的高效協作,以及成組調度和專用處理器分配方式的選擇,這些都是優化調度策略時需要考慮的問題。
『肆』 linux內核線程怎麼設置優先順序
Linux內核的三種調度策略:
1,SCHED_OTHER
分時調度策略,
2,SCHED_FIFO實時調度策略,先到先服務。一旦佔用cpu則一直運行。一直運行直到有更高優先順序任務到達或自己放棄
3,SCHED_RR實時調度策略,時間片輪轉。當進程的時間片用完,系統將重新分配時間片,並置於就緒隊列尾。放在隊列尾保證了所有具有相同優先順序的RR任務的調度公平
Linux線程優先順序設置
首先,可以通過以下兩個函數來獲得線程可以設置的最高和最低優先順序,函數中的策略即上述三種策略的宏定義:
int
sched_get_priority_max(int
policy);
int
sched_get_priority_min(int
policy);
SCHED_OTHER是不支持優先順序使用的,而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持優先順序的使用,他們分別為1和99,數值越大優先順序越高。
設置和獲取優先順序通過以下兩個函數:
int
pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t
*attr,
const
struct
sched_param
*param);
int
pthread_attr_getschedparam(const
pthread_attr_t
*attr,
struct
sched_param
*param);
例如以下代碼創建了一個優先順序為10的線程:
struct
sched_param
{
int
__sched_priority;
//所要設定的線程優先順序
};
例:創建優先順序為10的線程
pthread_attr_t
attr;
struct
sched_param
param;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setschedpolicy(&attr,
SCHED_RR);
param.sched_priority
=
10;
pthread_attr_setschedparam(&attr,
¶m);
pthread_create(xxx
,
&attr
,
xxx
,
xxx);
pthread_attr_destroy(&attr);