linux内核分析 第4章读书笔记

第四章 进程调度

一、抢占与非抢占

1.非抢占式进程调度

进程会一直执行直到自己主动停止运行

2.抢占式进程调度

Linux/Unix使用的是抢占式的方式，强制的挂起进程的动作就叫做抢占。

二、进程优先级

1.进程的消耗类型

I/O消耗型进程

处理器耗费型

2.进程优先级

基于优先级的调度：优先极高的进程先运行；相同优先级的进程按照轮转方式进行调度

优先级分为两类：

	nice值（从-20——+19）：默认值为0；数值越大意味着优先级越低；可以通过 ps-el查看系统进程列表并找到NI标记列对应的优先级

	实时优先级（从0——99）：越高的实时优先级级数意味着进程优先级越高

三、Linux调度算法

1.调度器类

Linux调度器是以模块方式提供的（也就是调度器类），目的是允许不同类型的进程可以有针对性地选择调度算法

调度器类允许多种不同的可动态添加的调度算法并存，调度属于自己范畴的进程

调度器代码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，去选择下面要执行的那一个程序。

2.Unix中的系统调度

将nice值映射到时间片的话，就必须将nice值对应到处理器的绝对时间；这样会导致进程切换无法最优进行。如果使用相对nice值，所带来的效果将会极大取决于其nice的初始值；如果执行nice值到时间片的映射，时间片极大受制于定时器。

3.公平调度

CFS基于一个简单的理念：进程调度的效果应当如同系统具备一个理想中的完美任务处理器。

    CFS的做法如下：

	允许每个进程运行一段时间、循环轮转、选择运行最少的进程作为下一个运行进程

	nice值作为进程获得的处理器运行比的权重

	每个进程都按照其权重在全部的可运行进程中所占的比例对应的“时间片”来运行

四、Linux调度的实现

1.时间记账

所有的调度器都必须对进程的运行时间做记账；

CFS使用调度器实体结构来追踪运行记账

2.虚拟实时

update_curr()函数实现了记账功能；计算了当前进程的执行时间并将其存放在data_exec中；然后将运行时间传递给了_update_curr()，由后者再根据当前可运行进程总数对运行时间进行计算，最终确定上述的权重值与当前运行进程的vrntime。

3.进程选择

CFS算法核心：选择具有最小vrntime的任务。

4.进程调度入口

进程调度的主要入口点是函数schedule()，定义在kernel/sched.c中；这正是内和其他部分用于调度进程调度器的入口。

五、抢占和上下文切换

1.上下文切换由定义在kernel/sched.c中的context_switch()函数负责，每当一个新的进程被选出来准备运行的时候，schedule()就会调用该函数：

调用switch_mm()，负责把虚拟内存从上一个进程映射切换到新的进程中

调用switch_to()，负责从上一个进程的处理器状态切换到新进程的处理器状态

2.Linux系统支持内核抢占

内核抢占发生在：

	中断处理程序正在执行且返回内核空间之前

	内核代码再一次具有可抢占性的时候

	内核中的任务显式地调用schedule函数