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linux進程優先順序

發布時間: 2023-06-16 23:13:09

linux進程、線程及調度演算法(三)

調度策略值得是大家都在ready時,並且CPU已經被調度時,決定誰來運行,誰來被調度。

兩者之間有一定矛盾。
響應的優化,意味著高優先順序會搶占優先順序,會花時間在上下文切換,會影響吞吐。
上下文切換的時間是很短的,幾微妙就能搞定。上下文切換本身對吞吐並多大影響, 重要的是,切換後引起的cpu 的 cache miss.
每次切換APP, 數據都要重新load一次。
Linux 會盡可能的在響應與吞吐之間尋找平衡。比如在編譯linux的時候,會讓你選擇 kernal features -> Preemption model.
搶占模型會影響linux的調度演算法。

所以 ARM 的架構都是big+LITTLE, 一個很猛CPU+ 多個 性能較差的 CPU, 那麼可以把I/O型任務的調度 放在 LITTLE CPU上。需要計算的放在big上。

早期2.6 內核將優先順序劃分了 0-139 bit的優先順序。數值越低,優先順序越高。0-99優先順序 都是 RT(即時響應)的 ,100-139都是非RT的,即normal。
調度的時候 看哪個bitmap 中的 優先順序上有任務ready。可能多個任務哦。

在普通優先順序線程調度中,高優先順序並不代表對低優先順序的絕對優勢。會在不同優先順序進行輪轉。
100 就是比101高,101也會比102高,但100 不會堵著101。
眾屌絲進程在輪轉時,優先順序高的:

初始設置nice值為0,linux 會探測 你是喜歡睡眠,還是幹活。越喜歡睡,linux 越獎勵你,優先順序上升(nice值減少)。越喜歡幹活,優先順序下降(nice值增加)。所以一個進程在linux中,干著干著 優先順序越低,睡著睡著 優先順序越高。

後期linux補丁中

紅黑樹,數據結構, 左邊節點小於右邊節點
同時兼顧了 CPU/IO 和 nice。
數值代表著 進程運行到目前為止的virtual runtime 時間。

(pyhsical runtime) / weight * 1024(系數)。
優先調度 節點值(vruntime)最小的線程。權重weight 其實有nice 來控制。

一個線程一旦被調度到,則物理運行時間增加,vruntime增加,往左邊走。
weight的增加,也導致vruntime減小,往右邊走。
總之 CFS讓線程 從左滾到右,從右滾到左。即照顧了I/O(喜歡睡,分子小) 也 照顧了 nice值低(分母高).所以 由喜歡睡,nice值又低的線程,最容易被調度到。
自動調整,無需向nice一樣做出獎勵懲罰動作,個人理解權重其實相當於nice

但是 此時 來一個 0-99的線程,進行RT調度,都可以瞬間秒殺你!因為人家不是普通的,是RT的!

一個多線程的進程中,每個線程的調度的策略 如 fifo rr normal, 都可以不同。每一個的優先順序都可以不一樣。
實驗舉例, 創建2個線程,同時開2個:

運行2次,創建兩個進程
sudo renice -n -5(nice -5級別) -g(global), 會明顯看到 一個進程的CPU佔用率是另一個的 3倍。

為什麼cpu都已經達到200%,為什麼系統不覺得卡呢?因為,我們的線程在未設置優先順序時,是normal調度模式,且是 CPU消耗型 調度級別其實不高。

利用chrt工具,可以將進程 調整為 50 從normal的調度策略 升為RT (fifo)級別的調度策略,會出現:

chrt , nice renice 的調度策略 都是以線程為單位的,以上 設置的將進程下的所有線程進行設置nice值
線程是調度單位,進程不是,進程是資源封裝單位!

兩個同樣死循環的normal優先順序線程,其中一個nice值降低,該線程的CPU 利用率就會比另一個CPU的利用率高。

❷ linux查看線程優先順序命令

用top或者ps -l查看進程會發現有PR(PRI) NI兩個欄位:

NI 是優先值,是用戶層面的概念, PR是進程的實際優先順序, 是給內核(kernel)看(用)的。
一般情況下,PR=NI+20, 如果一個進程的優先順序PR是20, 那麼它的NI(nice)值就是20-20=0。
進程調度優先順序是從-20到19,一共40個級別,數字越大,表示進程的優先順序越低。默認時候,進程的優先順序是0。查看進程優先順序有兩個辦法:ps和top。top命令顯示的NI列的值。或者可以使用ps -efl來查看,也是在ni列表示了進程的優先順序。《Linux就該這么學》 一起學習,進程的優先順序可以在程序運行的時候設置,也可以在程序運行過程中動態的修改。

❸ Linux中優先順序和優先數有什麼關系

inux中每個進程都有一個優先數,進程能否佔用處理器的優先權取決於進程的優先數,優先數越小則優先權越高。 優先順序也可以用謙讓來說,謙讓值越高,你這進程的優先就也低。總的來說,應該是優先順序和優先數意義差不多,都是數字越小越能優先處理運行

❹ Linux系統的進程調度

Linux進程調度

1.調度方式

Linux系統的調度方式基本上採用「 搶占式優先順序 」方式,當進程在用戶模式下運行時,不管它是否自願,核心在一定條件下(如該進程的時間片用完或等待I/O)可以暫時中止其運行,而調度其他進程運行。一旦進程切換到內核模式下運行時,就不受以上限制,而一直運行下去,僅在重新回到用戶模式之前才會發生進程調度。

Linux系統中的調度基本上繼承了UNIX系統的 以優先順序為基礎 的調度。也就是說,核心為系統中每個進程計算出一個優先順序,該優先順序反映了一個進程獲得CPU使用權的資格,即高優先順序的進程優先得到運行。核心從進程就緒隊列中挑選一個優先順序最高的進程,為其分配一個CPU時間片,令其投入運行。在運行過程中,當前進程的優先順序隨時間遞減,這樣就實現了「負反饋」作用,即經過一段時間之後,原來級別較低的進程就相對「提升」了級別,從而有機會得到運行。當所有進程的優先順序都變為0(最低)時,就重新計算一次所有進程的優先順序。

2.調度策略

Linux系統針對不同類別的進程提供了3種不同的調度策略,即SCHED_FIFO、SCHED_RR及SCHED_OTHER。其中,SCHED_FIFO適合於 短實時進程 ,它們對時間性要求比較強,而每次運行所需的時間比較短。一旦這種進程被調度且開始運行,就一直運行到自願讓出CPU或被優先順序更高的進程搶占其執行權為止。

SCHED_RR對應「時間片輪轉法」,適合於每次運行需要 較長時間的實時進程 。一個運行進程分配一個時間片(200 ms),當時間片用完後,CPU被另外進程搶占,而該進程被送回相同優先順序隊列的末尾,核心動態調整用戶態進程的優先順序。這樣,一個進程從創建到完成任務後終止,需要經歷多次反饋循環。當進程再次被調度運行時,它就從上次斷點處開始繼續執行。

SCHED_OTHER是傳統的UNIX調度策略,適合於互動式的 分時進程 。這類進程的優先順序取決於兩個因素:一個是進程剩餘時間配額,如果進程用完了配給的時間,則相應優先順序降到0;另一個是進程的優先數nice,這是從UNIX系統沿襲下來的方法,優先數越小,其優先順序越高。nice的取值范圍是-20 19。用戶可以利用nice命令設定進程的nice值。但一般用戶只能設定正值,從而主動降低其優先順序;只有特權用戶才能把nice的值設置為負數。進程的優先順序就是以上二者之和。

後台命令對應後台進程(又稱後台作業)。後台進程的優先順序低於任何交互(前台)進程的優先順序。所以,只有當系統中當前不存在可運行的交互進程時,才調度後台進程運行。後台進程往往按批處理方式調度運行。

3.調度時機

核心進行進程調度的時機有以下5種情況:

(1)當前進程調用系統調用nanosleep( )或者pause( ),使自己進入睡眠狀態,主動讓出一段時間的CPU的使用權。

(2)進程終止,永久地放棄對CPU的使用。

(3)在時鍾中斷處理程序執行過程中,發現當前進程連續運行的時間過長。

(4)當喚醒一個睡眠進程時,發現被喚醒的進程比當前進程更有資格運行。

(5)一個進程通過執行系統調用來改變調度策略或者降低自身的優先順序(如nice命令),從而引起立即調度。

4.調度演算法

進程調度的演算法應該比較簡單,以便減少頻繁調度時的系統開銷。Linux執行進程調度時,首先查找所有在就緒隊列中的進程,從中選出優先順序最高且在內存的一個進程。如果隊列中有實時進程,那麼實時進程將優先運行。如果最需要運行的進程不是當前進程,那麼當前進程就被掛起,並且保存它的現場—— 所涉及的一切機器狀態,包括程序計數器和CPU寄存器等,然後為選中的進程恢復運行現場。

(二)Linux常用調度命令

· nohup命令

nohup命令的功能是以忽略掛起和退出的方式執行指定的命令。其命令格式是:

nohupcommand[arguments]

其中,command是所要執行的命令,arguments是指定命令的參數。

nohup命令告訴系統,command所代表的命令在執行過程中不受任何結束運行的信號(hangup和quit)的影響。例如,

$ nohup find / -name exam.txt -print>f1 &

find命令在後台運行。在用戶注銷後,它會繼續運行:從根目錄開始,查找名字是exam.txt的文件,結果被定向到文件f1中。

如果用戶沒有對輸出進行重定向,則輸出被附加到當前目錄的nohup.out文件中。如果用戶在當前目錄中不具備寫許可權,則輸出被定向到$HOME/nohup.out 中。

· at命令

at命令允許指定命令執行的時間。at命令的常用形式是:

attimecommand

其中,time是指定命令command在將來執行時的時間和日期。時間的指定方法有多種,用戶可以使用絕對時間,也可以用相對時間。該指定命令將以作業形式在後台運行。例如:

$ at 15:00 Oct 20

回車後進入接收方式,接著鍵入以下命令:

mail -s "Happy Birthday!" liuzheny

按下D鍵,屏幕顯示:

job 862960800.a at Wed Oct 20 15:00:00 CST 1999

$

表明建立了一個作業,其作業ID號是862960800.a,運行作業的時間是1999年10月20日下午3:00,給liuzheny發一條標題為「Happy Birthday!」(生日快樂)的空白郵件。

利用 at-l 可以列出當前at隊列中所有的作業。

利用 at-r 可以刪除指定的作業。這些作業以前由at或batch命令調度。例如,

at-r862960797.a

將刪除作業ID號是862960797.a的作業。其一般使用形式是:

at-rjob_id

注意,結尾是.a的作業ID號,表示這個作業是由at命令提交的;結尾是.b的作業ID號,表示這個作業是由batch命令提交的。

· batch命令

batch命令不帶任何參數,它提交的作業的優先順序比at命令提交的作業的優先順序低。batch無法指定作業運行的時間。實際運行時間要看系統中已經提交的作業數量。如果系統中優先順序較高的作業比較多,那麼,batch提交的作業則需要等待;如果系統空閑,則運行batch提交的作業。例如,

$ batch

回車後進入接收方式,接著鍵入命令:

find / -name exam.txt -print

按下D。退出接收方式,屏幕顯示:

job 862961540.b at Thu Nov 18 14:30:00 CST 1999

表示find命令被batch作為一個作業提交給系統,作業ID號是862961540.b。如果系統當前空閑,這個作業被立即執行,其結果同樣作為郵件發送給用戶。

· jobs命令

jobs命令用來顯示當前shell下正在運行哪些作業(即後台作業)。例如:

$ jobs

[2] + Running tar tv3 *&

[1] - Running find / -name README -print > logfile &

$

其中,第一列方括弧中的數字表示作業序號,它是由當前運行的shell分配的,而不是由操作系統統一分配的。在當前shell環境下,第一個後台作業的作業號為1,第二個作業的作業號為2,等等。

第二列中的「 」號表示相應作業的優先順序比「-」號對應作業的優先順序高。

第三列表明作業狀態,是否為運行、中斷、等待輸入或停止等。

最後列出的是創建當前這個作業所對應的命令行。

利用 jobs-l 形式,可以在作業號後顯示出相應進程的PID。如果想只顯示相應進程的PID,不顯示其它信息,則使用 jobs-p 形式。

· fg命令

fg命令把指定的後台作業移到前台。其使用格式是:

fg [job…]

其中,參數job是一個或多個進程的PID,或者是命令名稱或者作業號(前面要帶有一個「%」號)。例如:

$ jobs

[2] + Running tar tv3 *&

[1] - Running find / -name README -print > logfile&

$ fg %find

find / -name README -print > logfile

注意,顯示的命令行末尾沒有「&」符號。下面命令能產生同樣的效果:

$ fg %1

這樣,find命令對應的進程就在前台執行。當後台只有一個作業時,鍵入不帶參數的fg命令,就能使相應進程移到前台。當有兩個或更多的後台作業時,鍵入不帶參數的fg,就把最後進入後台的進程首先移到前台。

· bg命令

bg命令可以把前台進程換到後台執行。其使用格式是:

bg [job…]

其中,job是一個或多個進程的PID、命令名稱或者作業號,在參數前要帶「%」號。例如,在cc(C編譯命令)命令執行過程中,按下Z鍵,使這個作業掛起。然後鍵入以下命令:

$ bg %cc

該掛起的作業在後台重新開始執行。

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