Linux内核进程管理子系统有什么第七十四回 —— 进程调度（1）

接前一篇文章：Linux内核进程管理子系统有什么第七十三回 —— 进程主结构详解（69）

 

本文内容参考：

Linux内核进程管理专题报告_linux rseq-优快云博客

《趣谈Linux操作系统 核心原理篇：第三部分 进程管理》—— 刘超

《图解Linux内核 基于6.x》 —— 姜亚华 机械工业出版社

特此致谢！

 

之前用了七十回左右的篇幅，讲解了进程管理主结构 —— struct task_struct，本回开始就着上一回task_struct结构中进程调度相关成员的热乎劲儿，开启一个新的篇章 —— 进程调度。

进程调度的概念

前文书已提到，一个计算机中可以同时执行的进程的数量是有限的，进程的数量往往多于处理器的个数，进程争用处理器的情况在所难免。系统不可能让某些任务一直占用CPU，而其它任务一直等待，于是就有了进程的调度。

进程调度就是从就绪队列中，按照一定的算法（公平、髙效）选出最合适的一个进程，并将处理器分配给它运行。进程调度的本质是让进程更好地分时复用处理器资源。

进程调度的核心知识点

• 调度策略

就绪进程有很多，为什么要选择某一个进程X而不选择其它进程（比如Y、Z），依据是什么？

• 调度时机

调度什么时候发生？进程X正在运行，现在要用进程Y替换进程X，什么时候进行替换？

• 调度步骤

当发生调度的时候，怎么去完成调度，具体需要做哪些工作？

进程调度的相关概念

• 时间片

时间片（TimeSlice）指的是分时复用过程中每个进程允许持续运行的最大时间配额单位。假设进程1持续运行了一个TimeSlice，那么它必须考虑让出CPU资源给其它进程。不过有两点需要注意：一是进程持续运行时间可以小于TimeSlice（上文描述中强调了“最大”）；二是进程持续运行时间也可以大于TimeSlice，比如当进程1的时间片耗尽，考虑让出CPU，但此时并没有其它可运行进程，那么进程1会持续运行（上文描述中强调了“单位”）。

• 优先级

优先级（Priority）指的是在所有进程中，谁更有资格优先获得处理器资源。一般来说，现代的进程调度器是基于优先级的调度，也就是说倾向于先运行优先级高的进程，再运行优先级低的进程，同优先级之间轮转调度。不过凡事也有例外，也会存在“优先级倒挂（反转）”的情况，即某些高优先级进程挂起而低优先级进程运行的情况。

Linux内核中的优先级分为静态优先级和动态优先级（见前文书struct task_struct结构中进程调度相关成员）。静态优先级一般是进程创建时确定的，也可以通过特定的系统调用改变；动态优先级的初始值取决于静态优先级，但是随着进程的运行不断低调整改变。调度策略选择进程时考量的是动态优先级。

更多进程调度的相关概念请看下回。