linux进程、线程及调度算法（三）

调度策略值得是大家都在ready时，并且CPU已经被调度时，决定谁来运行，谁来被调度。

两者之间有一定矛盾。

响应的优化，意味着高优先级会抢占优先级，会花时间在上下文切换，会影响吞吐。

上下文切换的时间是很短的，几微妙就能搞定。上下文切换本身对吞吐并多大影响， 重要的是，切换后引起的cpu 的 cache miss.

每次切换APP, 数据都要重新load一次。

Linux 会尽可能的在响应与吞吐之间寻找平衡。比如在编译linux的时候，会让你选择 kernal features ->Preemption model.

抢占模型会影响linux的调度算法。

所以 ARM 的架构都是big+LITTLE， 一个很猛CPU+ 多个 性能较差的 CPU, 那么可以把I/O型任务的调度 放在 LITTLE CPU上。需要计算的放在big上。

早期2.6 内核将优先级划分了 0-139 bit的优先级。数值越低，优先级越高。0-99优先级 都是 RT（即时响应）的 ，100-139都是非RT的，即normal。

调度的时候 看哪个bitmap 中的 优先级上有任务ready。可能多个任务哦。

在普通优先级线程调度中，高优先级并不代表对低优先级的绝对优势。会在不同优先级进行轮转。

100 就是比101高，101也会比102高，但100 不会堵着101。

众屌丝进程在轮转时，优先级高的：

初始设置nice值为0，linux 会探测 你是喜欢睡眠，还是干活。越喜欢睡，linux 越奖励你，优先级上升（nice值减少）。越喜欢干活，优先级下降（nice值增加）。所以一个进程在linux中，干着干着 优先级越低，睡着睡着 优先级越高。

后期linux补丁中

红黑树，数据结构， 左边节点小于右边节点

同时兼顾了 CPU/IO 和 nice。

数值代表着 进程运行到目前为止的virtual runtime 时间。

（pyhsical runtime） / weight * 1024(系数)。

优先调度 节点值（vruntime）最小的线程。权重weight 其实有nice 来控制。

一个线程一旦被调度到，则物理运行时间增加，vruntime增加，往左边走。

weight的增加，也导致vruntime减小，往右边走。

总之 CFS让线程 从左滚到右，从右滚到左。即照顾了I/O(喜欢睡，分子小) 也 照顾了 nice值低（分母高）.所以 由喜欢睡，nice值又低的线程，最容易被调度到。

自动调整，无需向nice一样做出奖励惩罚动作，个人理解权重其实相当于nice

但是 此时 来一个 0-99的线程，进行RT调度，都可以瞬间秒杀你！因为人家不是普通的，是RT的!

一个多线程的进程中，每个线程的调度的策略 如 fifo rr normal, 都可以不同。每一个的优先级都可以不一样。

实验举例, 创建2个线程，同时开2个：

运行2次，创建两个进程

sudo renice -n -5(nice -5级别) -g(global)， 会明显看到 一个进程的CPU占用率是另一个的 3倍。

为什么cpu都已经达到200%，为什么系统不觉得卡呢？因为，我们的线程在未设置优先级时，是normal调度模式，且是 CPU消耗型 调度级别其实不高。

利用chrt工具，可以将进程 调整为 50 从normal的调度策略 升为RT （fifo）级别的调度策略，会出现：

chrt , nice renice 的调度策略 都是以线程为单位的，以上 设置的将进程下的所有线程进行设置nice值

线程是调度单位，进程不是，进程是资源封装单位！

两个同样死循环的normal优先级线程，其中一个nice值降低，该线程的CPU 利用率就会比另一个CPU的利用率高。

Linux2.6

版本的

Linux

内核使用了新的调度器算法，它是由

Ingo

Molnar开发的

O（1）调度器算法。它在高负载的情况下极其出色，并且对处理器调度有很好的扩展。

Linux2.4

版本的标准调度器中，使用时间片重算的算法。这种算法要求在所有的进程都用尽时间片以后，重新计算下一次运行的时间片。这样每次任务调度的花销不确定，可能因为计算比较复杂，产生较大调度延迟。特别是多处理器系统，可能由于调度的延迟，导致大部分处理器处于空闲

状态，影响系统性能。

新的调度器采用

O（1）的调度算法，通过优先级数组的数据结构来实现。优先级数组可以使每个优先级都有相应的任务队列，还有一个优先级位图，每个优先级对应位图中一位，通过位图可快速执行最高优先级任务。因优先级个数是固定的，所以查找的时间也固定，不受运行任务数的影响。

新的调度器为每个处理器维护

2

个优先级数组：有效数组和过期数组。有效数组内任务队列的进程都还有可以运行的时间片；过期数组内任务队列的进程都没有时间片可以执行。当一个进程的时间片用光时，就把它从有效数组移到过期数组，并且时间片也已经重新计算好了。当需要重新调度这些任务的时候，只要在有效数组和过期数组之间切换就好了。这种交换是O（1）算法的核心。

关于该算法的更多内容，google

一下！

数字和所使用的加密算法对应关系：

1： MD5 ，（22位）

2a: Blowfish, 只在有一部分linux分支中使用的加密方法

5: SHA-256 （43位）

6: SHA-512 （86位）

后面两种加密算法只在glibc2.7版本之后才支持。

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