20、计算机系统排队系统与Linux负载平均值深度解析

计算机系统排队系统与Linux负载平均值深度解析

1. 排队系统基础概念

在计算机系统中，排队系统是理解和分析系统性能的重要工具。分析时会涉及稳态、服务策略等关键概念。

稳态方面，排队系统的计算通常假设处于平衡或稳态，即把请求流想象成持续的流体或电流，而非离散请求导致的瞬间波动。这种可视化有助于理论分析，但在实际中实现起来可能有难度。

服务策略上，MVA（Mean Value Analysis）并非由用户指定服务策略，而是根据系统情况给出。例如，当一个服务器被不同工作负载类访问，且各负载类服务时间不同时，就不能采用FIFO（First In, First Out）队列，因为短服务需求的工作负载会抢占其他负载，最终计算出的服务策略可能是LCFS - PR（Last - Come - First - Served with Preempt - Resume）。

2. BCMP规则

BCMP规则是判断MVA算法是否适用的标准，具体规则如下：
- 顺序服务（In order） ：客户按到达顺序接受服务，即FIFO或FCFS（First Come, First Served）。服务时间呈指数分布，若有多个客户类，在特定排队中心的平均服务时间需相同，但访问计数或访问比率可不同。服务率可依赖负载，但仅取决于排队中心的总客户数，而非特定客户类的数量。
- 轮询（Round robin） ：简称RR，客户获得固定的服务时间，这个时间分配在分时操作系统调度器（如Unix）中也称为时间片。若客户在分配的时间片内未完成服务，则返回运行队列末尾等待后续服务。