深入探究Linux的Runqueue运行队列 (linux runqueue)
Runqueue运行队列是Linux系统内核中非常重要的一个组成部分。它是用于管理所有的进程和线程的队列，使它们能够按照特定的优先级被调度执行。在本文中，我们将，了解它的实现方式、功能以及如何优化它。
1. Runqueue运行队列的实现方式
在Linux内核中，Runqueue运行队列是通过两个数据结构来实现的。之一个数据结构是一个数组，用于存储多个队列和相应的优先级。这些队列按照优先级从高到低排列，即优先级1的队列是更高优先级的队列，而优先级120的队列是更低优先级的队列。每个队列都存储所有具有相同优先级的进程和线程。
第二个数据结构是每个进程和线程的进程描述符（Process Descriptor，简称为PCB）。每个PCB都包含了关于进程和线程的所有信息，包括进程PID、进程状态、进程计数器、进程运行时环境以及其他与进程和线程有关的信息。
每当一个新的进程或线程被创建时，它会入到合适的队列中。这个过程涉及到四个主要函数：enqueue_task()用于将新的进程或线程加入到队列中；dequeue_task()用于从队列中移除一个进程或线程；resched_task()用于重新调度进程或线程；和pick_next_task()用于选择下一个要运行的进程或线程。
2. Runqueue运行队列的功能
运行队列的主要功能是负责调度所有的进程和线程。当有多个进程需要同时运行时，运行队列就会根据每个进程或线程的优先级来决定哪一个应该先运行。如果一个进程或线程已经执行了足够长的时间，运行队列就会将其移动到低优先级的队列中，以便让其他进程或线程得到更多的运行时间。
此外，运行队列还可以自动调整每个进程或线程的优先级。如果一个进程或线程经常发生阻塞，它的优先级将会下降；如果一个进程或线程经常获得CPU时间，它的优先级将会提高。这种自动调整可以确保所有的进程和线程得到平等的执行时间，从而提高系统的稳定性和性能。
3. 如何优化Runqueue运行队列
为了提高系统的性能，我们需要对运行队列进行优化。以下是一些可能的优化方法：
（1）优化算法：Linux的Runqueue运行队列使用了很多高效的调度算法，但是我们可以进一步优化这些算法，以提高系统的性能。比如，可以实现基于线程的调度算法，每个线程都有一个独立的优先级，以确保每个线程能够得到公正的执行时间。
（2）实现高级调度策略：运行队列可以实现高级调度策略，比如实现按照进程的工作负载动态调整进程优先级的策略。这样一来，系统可以更好地适应不同的工作负载，并确保所有进程和线程能够得到公平的执行时间。
（3）使用多核和超线程技术：现代Linux系统大多数都支持多核和超线程技术。使用这些技术可以让系统更好地利用多个核心和线程，并提高系统的吞吐量和响应速度。
以上就是关于Linux的Runqueue运行队列深入探究的介绍。通过本文的学习，你应该对Runqueue运行队列的实现方式、功能以及如何优化它有了更深入的了解，可以更好地理解和使用Linux系统。但是需要注意的是，Runqueue运行队列是Linux系统中非常复杂的一个组成部分，优化它需要深入的技术和经验，需要在确保安全和稳定性的前提下进行。
相关问题拓展阅读：
如何在Linux中查看所有正在运行的进程
ps －elf 命令即可查看，另外你要学习linux的常用命令以方便使用
查看Linux中所有正在运行的进程 ，可以参考如下方法：
1、通过ps命瞎源令的-A或者-e参数来获取系统中所有的进程，这两个参数的作用一样的。
2、通过top命令来获取滑歼系统中所有的进程任务 。执行top命令后，在tasks一栏会看到总的任务数。信神冲
命令行方式登陆linux系空陪统
su – root 切换到root权限
ps -A 查看结果
ps命令有好多察戚参数，一般ps -aux 用败亏陵的比较多。可以用ps –help查看帮助。
ps 和 top都可以看系统中正在运行的进程
ps 命令提供了当前运行进程的快照。
使用带有 -ef 选项的 ps ，返回系统中所有用户的所有进山耐程的完整列表。如果您将此 ps 命令的结果传送到 grep 中，则该结果更易于查看。例如：
$ ps -ef | grep oracle
这没唯丛条命令会显示：
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
oracle:58 ?00:00:00 ora_pmon_ora1
oracle:58 ?00:00:00 ora_dbw0_ora1
oracle:58 ?00:00:01 ora_lgwr_ora1
oracle:58 ?00:00:02 ora_ckpt_ora1
下面是ps的选项
-A：列出所有的进程。
-l：显示长列表。
-m：显示内存信息。
-w：显枯樱示加宽可以显示较多的信息。
-e：显示所有进程。
a：显示终端上的所有进程,包括其它用户的进程。
-au：显示较详细的信息。
-aux：显示所有包含其它使用者的进程。
要即时查看最活跃的进程，可使用 top
ps aux 或者 ps -le
名称：ps
使用权限：所有使用者
使用方式：ps
说明腔汪：显示瞬间行程 (process) 的动态
参数：ps的参数非常多, 在此仅列出几个常用的参数并大略介绍含义
-A 列出所有的进程
-w 显示加宽可以显示较多的资讯
-au 显示较详细的资讯
-aux 显示所有包含其他使用者的行程
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常用参数：
-A 显示所有进程（等价于-e）(utility)
-a 显示一个终端的所有进程，除了会话引线
-N 忽略选择。
-d 显示所有进程，但省略所有的会话引线(utility)
-x 显示没有控制终端的进程，同时显示各个命令的具体路径。dx不可合用。（utility）
-p pid 进程使用cpu的时间
-u uid or username 选择有效慎圆陆的用户id或者是用户名
-g gid or groupname 显示组的所有进程。
U username 显示该用户下的所有进程，且显示各个命令的详细路径。如:ps U zhang;(utility)
-f 全部列出，通常和其他选项联用。如：ps -fa or ps -fx and so on.
-l 长格式（有F,wchan,C 等字段）
-j 作业格式
-o 用户自定义格式。
v 以虚拟存储器格式显示
s 以信号格式显示
-m 显示所有的线程
-H 显示进程的层次(和其它的命令合用，如：ps -Ha)（utility）
e 命令之后显示环境（如：ps -d e; ps -a e）(utility)
h 不显示之一行
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ps命令常用用法（方便查看系统进程）
1）ps a 显示现行终端机下的所有程序，包括其他用户的程序。
2）ps -A 显示所有进程。
3）ps c 列出程序时，显示每个程序真正的指令名称，而不包含路径，参数或常驻服务的标示。
4）ps -e 此参数的效果和指定”A”参数相同。
5）ps e 列出程序时，显示每个程序所使用的环境变量。
6）ps f 用ASCII字符显示树状结构，表达程序间的相互关系。
7）ps -H 显示树状结构，表示程序间的相互关系。
8）ps -N 显示所有的程序，除了执行ps指令终端机下的程序之外。
9）ps s 采用程序信号的格式显示程序状况。
10）ps S 列宽顷出程序时，包括已中断的子程序资料。
11）ps -t 指定终端机编号，并列出属于该终端机的程序的状况。
12）ps u 以用户为主的格式来显示程序状况。
13）ps x 显示所有程序，不以终端机来区分。
最常用的方法是ps -aux,然后再利用一个管道符号导向到grep去查找特定的进程,然后再对特定的进程进行操作。
############################################################
运行 ps aux 的到如下信息：
root:# ps aux
USER PID%CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
msp.0 0.? Ss 20::00 sendmail: Queue runner@01:00:00 f
root.0 0.52 ? Ss 20::00 gpm -m /dev/input/mice -t imps2
htt.0 0.96 ? Ss 20::00 /usr/in/htt -retryonerror 0
htt.0 1.? Sl 20::00 htt_server -nodaemon
root.0 0.92 ? Ss 20::00 crond
xfs.0 1.? Ss 20::00 xfs -droppriv -daemon
root.0 0.52 ? SNs 20::00 anacron -s
root.0 0.20 ? Ss 20::00 /usr/in/atd
dbus.0 0.? Ssl 20::00 dbus-daemon-1 –system
Head标头：
USER 用户名
UID 用户ID（User ID）
PID 进程ID（Process ID）
PPID 父进程的进程ID（Parent Process id）
SID 会话ID（Session id）
%CPU 进程的cpu占用率
%MEM 进程的内存占用率
VSZ 进程所使用的虚存的大小（Virtual Size）
RSS 进程使用的驻留集大小或者是实际内存的大小，Kbytes字节。
TTY 与进程关联的终端（tty）
STAT 进程的状态：进程状态使用字符表示的（STAT的状态码）
R 运行 Runnable (on run queue)正在运行或在运行队列中等待。
S 睡眠 Sleeping 休眠中, 受阻, 在等待某个条件的形成或接受到信号。
I 空闲 Idle
Z 僵死 Zombie（a defunct process)进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程调用wait4()系统调用后释放。
D 不可中断 Uninterruptible sleep (ususally IO) 收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生。
T 终止 Terminate 进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号后停止运行运行。
P 等待交换页
W 无驻留页 has no resident pages没有足够的记忆体分页可分配。
X 死掉的进程
ps001.txt
把结果输出到ps001.txt文本中并保存。
# more ps001.txt
这里是把所有进程显示出来，并输出到ps001.txt文件，然后再通过more 来分页查看。
4、kill 终止（杀死）进程，有十几种控制进程的方法，下面是一些常用的方法:
#kill -STOP
发送SIGSTOP (17,19,23)停止一个进程，而并不消灭这个进程。
#kill -CONT
发送SIGCONT (19,18,25)重新开始一个停止的进程。
#kill -KILL
发送SIGKILL (9)强迫进程立即停止，并且不实施清理操作。
#kill -9 -1
终止你拥有的全部进程。
读核日记（三）
作者: sunmoon 在linux 中每一个进程都由task_struct 数据结构来定义 task_struct就是我们通常所说的PCB 她是对进程控制的唯一手段也是最有效的手段漏手 当我们调用fork() 时 系统会为我们产生一个task_struct结构 然后从父进程 那里继承一些数据 并把新的进程插入到进程树中 以待进行进程管理 因此了解task_struct的结构对于我们理解任务 调度(在linux 中任务和进程是同一概念)的关键 在进行剖析task_struct的定义之前 我们先按照 我们的理论推一下它的结构 进程状态 将纪录进程在等待 运行 或死锁 调度信息 由哪个调度函数调度 怎样调度等 进程的通讯状况 因为要插入进程树 必须有联系父子兄弟的指针 当然是task_struct型 时间信息 比如计算好执行的时间 以便cpu 分配 侍码 标号 决定改进程归属 可以读写打开的一些文件信息 进程上下文和内核上下文 处理器上下文 内存信息 因为每一个PCB都是这样的 只有这些结构 才能满足一个进程的所有要求 打开/include/linux/sched h 找到task_struct 的定义 struct task_struct { /* these are hardcoded don t touch */ 这里是一些硬件设置对程序原来说是透明的 其中state 说明了该进程是否可以执行 还是可中断等信返谈嫌息 Flage 是进程号 在调用 fork() 时给出 addr_limit 是区分内核进程 与普通进程在内存存放的位置不同 volatile long state; /* unrunnable runnable > stopped */ unsigned long flags; /* per process flags defined below */ int sigpending; mm_segment_t addr_limit; /* thread address space: xBFFFFFFF for user thead xFFFFFFFF for kernel thread */ struct exec_domain *exec_domain; long need_resched;/* various fields */ count 是 计数器 priorrity 是优先级 long counter; long priority; cycles_t avg_slice; /* P and runqueue state */ 为多处理机定义的变量 int has_cpu; int processor; int last_processor; int lock_depth; /* Lock depth We can context switch in and out of holding a syscall kernel lock */ 为了在进程树中排序 定义的父子 兄弟指针 struct task_struct *next_task *prev_task; struct tas k_struct *next_run *prev_run;/* task state */ 定义可 task 运行的状态 以及信号 struct linux_binfmt *binfmt; int exit_code exit_signal; int pdeath_signal; /* The signal sent when the parent dies */ /* 定义可进程的用户号 用户组以及进程组*/ unsigned long personality; int dumpable: ; int did_exec: ; pid_t pid; pid_t pgrp; pid_t tty_old_pgrp; pid_t session; /* boolean value for session group leader */ 是不是进程组的头文件 int leader; /* * pointers to (original) parent process youngest child younger sibling * older sibling respectively (p >father can be replaced with * p >p_pptr >pid) */ 父子进程的一些指针 struct task_struct *p_opptr *p_pptr *p_cptr *p_ysptr *p_osptr;/* PID hash table linkage */ 在调度中用的一些hash 表 struct task_struct *pidhash_next; struct task_struct **pidhash_pprev;/* Pointer to task array linkage */ struct task_struct **tarray_ptr;struct wait_queue *wait_chldexit; /* for wait () 等待队列 */ struct semaphore *vfork_sem; /* for vfork() */ unsigned long policy rt_priority; unsigned long it_real_value it_prof_value it_virt_value; 进程的性质因为实时进程与普通进程的调度算法不一样所以应有变量区分 下面是进程的一些时间信息 unsigned long it_real_incr it_prof_incr it_virt_incr; struct timer_list real_timer; struct tms times; unsigned long start_time; long per_cpu_utime per_cpu_stime;定义了时间片的大小 /* mm fault and swap info: this can arguably be seen as either mm specific or thread specific */ 内存信息 unsigned long min_flt maj_flt nswap cmin_flt cmaj_flt cnswap; int swappable: ; /* process credentials */ uid_t uid euid suid fsuid; gid_t gid egid sgid fsgid; int ngroups; gid_t groups; kernel_cap_t cap_effective cap_inheritable cap_permitted; struct user_struct *user; 以下英文注释很清楚 /* limits */ struct rlimit rlim; unsigned short used_math; char m; /* file system info */ int link_count; struct tty_struct *tty; /* NULL if no tty */ /* ipc stuff */struct sem_undo *semundo; struct sem_queue *semsleeping; /* tss for this task */ struct thread_struct tss; /* filesystem information */ struct fs_struct *fs; /* open file information */ struct files_struct *files; /* memory management info */ struct mm_struct *mm;/* signal handlers */ spinlock_t sigmask_lock; /* Protects signal and blocked */ struct signal_struct *sig; sigset_t signal blocked; struct signal_queue *sigqueue **sigqueue_tail; unsigned long sas_ss_sp; size_t sas_ss_size; }; 在分析完 这个结构之后 还有很多问题要想 也许不能读 但框架要搞好 需要向的问题有以下几个 在task_struct 中用的常量在那里定义呢 如更大进程个数 最多支持的cpu 个数 等等 在调用fork() 时 系统是分配一块内存 会是这样么 malloc( sizeof(struct task_struck)) 拷贝一些变量 还是和服进程公用一部分内存 malloc 函数怎么实现(在内存管理那一部分 但此处 我认为不能不想) 对于线程来说 又如何实现呢? 调度策略函数 schedul() 有几种形势 时间片轮转 抢占式 优先级抢占式 多级反馈制 除了时间片轮转外都要对进程树 进行遍历 (对于实时进程 的fifo机制不用)linux 是怎样保证了高效呢?如果把更大线成数修改 效率会不会降低 进程通讯用到的管道 信号结构如何 待续 lishixinzhi/Article/program/Oracle/202311/18993linux runqueue的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于linux runqueue,深入探究Linux的Runqueue运行队列,如何在Linux中查看所有正在运行的进程,读核日记（三）的信息别忘了在本站进行查找喔。
