linux内核--进程调度算法

linux进程可分为：CPU消耗型和I/O消耗型

linux内核的调度器倾向于提高系统的响应性（桌面系统的实时响应）

一，进程分类及优先级

1，linux内核进程主要分为： 内核线程（内存管理，中断）、用户态线程（用户需求）、实时进程（时钟控制系统）、守护进程（日志，网络）及轻量级进程。

2，linux内核中进程优先级：实时优先级和普通优先级。

实时优先级：轮流调度（时间片机制 SCHED_RR）和先进先出（SCHED_FIFO)（进程一直运行，直到更高优先级抢占/自己不想运行了）

普通优先级：CFS（完全公平调度）（每个进程有虚拟运行时间，每个时间片执行完，选择优先级最高的执行）和nice值（反比优先级，最高-20，最低19）。

实时优先级高于普通优先级

二，时间片及调度算法

1，时间片 是OS将CPU将分配给进程执行的时间段（默认的时间片大小是10ms）。时间片的大小可以通过修改内核参数来修改。

2，linux内核调度算法：CFS(完全公平调度算法）、RT（实时调度算法）（时间敏感场景）、MLFQ（多级反馈队列调度算法）（将进程按照优先级分很多队列，每个队列时间长长度不一样，优先级越高，时间片越短）、RR（轮转调度算法）（先来先后顺序）。

三，多核调度原理与算法

1，linux内核的多核原理机制基于：时间片、抢占式、优先级队列。

2，linux内核的多和调度算法：CFS（完全公平调度器 时间片）和实时调度（FIFO,Deadline截止期调度算法，RR）。

3，CFS调度算法：基于红黑树的时间片轮转调度算法，CFS基本核心思想：为了每个任务维护一个虚拟运行时间来决定下一个被调度的任务。

实现模式：将所有正在执行的任务插入到一颗红黑树中，树节点按照虚拟运行时间进行排序，调度器优先选择最小运行时间的节点作为下一个执行任务，并且将它移到树的末尾（大家都会得到相当的CPU时间）。

优点：公平性和扩展性

缺点：可能导致上下文切换频率不断增加，因为每次调度时需要遍历整个红黑树找到最小虚拟运行时间的节点。

四，linux内核CFS（完全公平调度器）实战应用

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define MAX_PROCESS 20
struct cfsProcess{
    int pid;   //进程ID
    int arrival_time;  //到达时间
    int brust_time;    //突发时间   执行整个过程的时间
    int remaining_time;  //剩下多少时间
    int waiting_time;  //等待时间
    int trunaround_time; //周转时间
    float response_ratio; //响应系数
}
//初始化进程
void Init_ProcessFunc(struct cfsProcess process[], int num_process){

}
//打印进程信息
void Disp_ProcessFunc(struct cfsProcess[], int num_process){

}
//此函数算法功能：按照进程到达的先后顺序进行调度
void fcfs_Func(struct cfsProcess process, int num_process){

}
//此函数功能：按照进程执行时间的长短进行调度
void fjf_Func(struct cfsProcess process[], int num_process){
    int icurrent_time = 0;
    int i = 0;
    for( i = 0;i < num_process；i++){
        if(icurrent_time < process[i].arrival_time){
            icurrent_time = process[i].arrival_time;
        }
        process[i].waiting_time = process[i].icurrent_time - process[i].arrival_time;
        process[i].trunaround_time = process[i].waiting_time + process[i].brust_time;
        process[i].response_ratio = 1.0;
        icurrent_time = icurrent_time + process[i].brust_time
    }
}
//此函数功能：抢占式算法，每次选择剩余时间最短的进程进行调度
void srtf_Func(struct cfsProcess process[], int num_process){

}

//此函数功能：规则为时间片轮转调度算法
//在时间片用完之前/执行完毕之前， 进程将会被挂起等待下一次被调度
void rr_Func(struct cfsProcess process[], int num_process, int time_quantum){

}


int main(){



    return 0;
}