深入探究Linux的进程调度策略 (linux 进程调度策略)

在Linux操作系统中，进程调度是一个重要的实现机制。简单的说，进程调度是指调度器在多个进程之间进行切换，以保证每个进程都能得到充分的利用，从而提高整个系统的利用率和响应性能。本文将，了解操作系统是如何运行进程调度的。

1. 进程调度算法

在Linux中，进程调度算法主要有四种：先来先服务(FIFO)、轮转(Round Robin)、最短作业优先(SJF)和更高响应比优先(HRRN)。

1.1 先来先服务 (FIFO)

先来先服务算法是一种简单的进程调度算法。该算法按照先进先出的原则对进入系统的进程进行排序，先进入系统的进程先执行。但是，如果某个进程长时间运行（也称为“饥饿现象”），则后续进入的进程可能无法执行。

1.2 轮转 (Round Robin)

轮转算法是一种时间片轮转的进程调度算法。该算法为每个进程分配一个时间片，当时间片用完之后，系统将自动切换到下一个就绪态进程的任务。轮转算法可以保证每个进程都能得到一定的时间片，从而避免了FIFO算法的饥饿现象。

1.3 最短作业优先 (SJF)

最短作业优先算法是一种可预测的进程调度算法。该算法为每个进程分配一个估计运行时间，将估计运行时间最短的进程优先执行。这种算法可以保证最短运行时间的进程得到优先处理。

1.4 更高响应比优先(HRRN)

更高响应比优先算法是一种综合考虑了进程等待时间和运行时间的进程调度算法。该算法会按照每个进程的响应比（等待时间/执行时间+1）进行排序，将响应比更高的进程优先执行。这种算法可以避免长时间等待的进程被饿死。

2. 进程调度策略

在Linux中，进程调度策略主要有两种：完全公平调度和实时调度。完全公平调度是一种基于时间片的调度算法，为每个进程分配相等的时间片，并尽量保证每个进程的CPU时间均衡，从而实现公平性。而实时调度则侧重于对响应时间要求高的系统，能够保证实时进程的响应时间，但是对非实时进程的CPU时间是不公平的。

完全公平调度的实现方式是通过CFS（Completely Fr Scheduler）完成的，CFS会为每个进程分配一个虚拟运行时间，并根据虚拟运行时间的大小调整进程的优先级，从而达到公平性。与此同时，CFS还维护了一个进程红黑树，用于快速查询就绪态进程。

而实时调度采用了多种算法，如基于优先级的抢占式调度算法和基于期限的调度算法。基于优先级的抢占式调度算法会为实时进程分配一个优先级，并保证进程的优先级高于非实时进程；而基于期限的调度算法则会为每个实时进程分配一个期限，当超过期限后仍未执行，则系统将立即停止该进程的执行，从而保证实时性。

3. 调度类

Linux还提供了调度类（sched_class）的概念，用于实现不同的调度算法。调度类主要包括普通调度（SCHED_NORMAL）、实时调度（SCHED_FIFO和SCHED_RR）和批处理模式（SCHED_BATCH）。其中，SCHED_NORMAL是Linux中默认的调度类，采用了CFS算法；SCHED_FIFO和SCHED_RR则分别为基于优先级的抢占式调度算法和基于时间片的调度算法；SCHED_BATCH则是用于处理大量的批作业，将运行时间分散到较长的时间段内。

：本文深入探究了Linux的进程调度策略，介绍了四种进程调度算法和两种进程调度策略，以及Linux提供的调度类。了解这些内容，能够帮助用户更好地了解Linux的进程调度机制，从而优化系统性能。

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如何查看linux线程的调度策略

方法一：PS

在ps命令中，“-T”选项可以开启线程查看。下面的命令列出碰态了由进程号为的进程链吵芦创建的所有线程。

1.$ ps -T -p

“SID”栏表示线程ID，而“CMD”栏则显示了线程名称。

方法二： Top

top命令可以实时显示各个线程情况。要在top输出中开启线程查看，请调用top命令的“-H”选项，该选项会列出所有Linux线程。在top运行时，你也可以通过按“H”键将线程查看模式切换为开或关。

1.$ top -H

要让top输出某个特定进程并检查该进程内运行的线程状况：

$ top -H -p

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