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linux调度如何实现公平

Linux调度器(scheduler)负责决定哪个进程应该获得CPU时间

  1. 优先级调度:Linux内核支持优先级调度,进程被赋予一个优先级值。调度器会根据这个值来决定哪个进程应该优先执行。优先级可以通过nicerenice命令来调整。优先级值越低,优先级越高。调度器会定期重新计算进程的优先级,以确保高优先级的进程能够获得更多的CPU时间。

  2. 时间片轮转(Round Robin):在这种调度策略中,所有进程都被分配一个固定的时间片(quantum)。当一个进程的时间片用完时,它会被移到就绪队列的末尾,等待下一个时间片。这种策略可以确保每个进程都能公平地获得CPU时间,但可能会导致进程切换的开销较大。

  3. 完全公平调度(CFS, Completely Fair Scheduler):CFS是Linux内核的默认调度器,它采用了基于时间片的轮转策略,但引入了一种称为“红黑树”的数据结构来更高效地管理进程。CFS会根据进程的优先级和CPU时间片来分配CPU时间,确保高优先级的进程能够更快地获得更多的CPU时间。CFS还支持进程亲和性(affinity),允许将进程绑定到特定的CPU核心上,以减少进程切换的开销。

  4. 实时调度:实时调度器(如SCHED_FIFO和SCHED_RR)为那些需要严格时间限制的进程提供了一种优先级更高的调度策略。实时调度器可以确保高优先级的进程在任何时候都能获得CPU时间,但可能会导致低优先级的进程饿死(即长时间无法获得CPU时间)。

通过这些调度策略,Linux内核可以实现对进程的公平调度。然而,完全公平调度并不能保证所有进程都能在同一时刻获得CPU时间,因为进程的执行速度、优先级和I/O操作等因素都会影响到它们的执行时间。但总体来说,CFS是一种相对公平且高效的调度策略。

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