线程调度实验报告_Nachos Lab2

最新推荐文章于 2025-05-28 11:07:27 发布

superli90

最新推荐文章于 2025-05-28 11:07:27 发布

阅读量8.7k

点赞数 4

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏：高级操作系统课程作业文章标签： nachos 线程调度高级操作系统

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/superli90/article/details/29373593

这篇实验报告详细介绍了在Nachos操作系统中实现基于优先级的抢占式线程调度的过程。作者调研了Linux的调度策略，包括SCHED_OTHER、SCHED_FIFO和SCHED_RR，并分析了Nachos现有的调度算法。通过对Nachos的scheduler.h、scheduler.cc、switch.s等源代码的阅读，理解了线程调度的基本流程。作者在Thread.h和Thread.cc中增加了优先级变量，并修改scheduler.cc以实现优先级调度。在实验中，通过创建不同优先级的线程验证了抢占式调度的正确性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

内容一：总体概述

本次Lab针对的内容了解线程的调度机制，每个时刻每个CPU上只能有一个线程运行，为了提高系统的吞吐量和工作效率，必须合理的安排每个线程上CPU的顺序和时间。在实用中，多数为几种调度策略结合使用的。包括是否抢占、动态优先级还是静态优先级、是否分时等等。

调度策略的实施通常需要在PCB中增加相应的修改，需要在其中增加相应的数据结构记录执行的状态和统计信息。

【用简洁的语言描述本次lab的主要内容；阐述本次lab中涉及到的重要的概念，技术，原理等，以及其他你认为的最重要的知识点。这一部分主要是看大家对lab的总体的理解。

要求：简洁，不需要面面俱到，把重要的知识点阐述清楚即可。】

内容二：任务完成情况

任务完成列表（Y/N）

	Exercise1	Exercise2	Exercise3
完成情况	Y	Y	Y

具体Exercise的完成情况

Exercise1

了解Linux或Windows中采用的进程/线程调度算法。

我调研的是Linux系统中的进程/线程调度算法。Linux的内核有三种调度策略：

1． SCHED_OTHER分时调度策略。

2． SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务。一旦占用CPU则一直运行直到有更高优先级任务达到或自己放弃。

3． SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转。当进程的时间片用完，系统将重新分配时间片，并置于就绪队列。放在队尾保证了所有具有相同优先级的ＲＲ任务的调度公平。

Linux内核将进程分成两个级别：普通进程和实时进程。实时进程的优先级都高于普通进，除此之外，它们的调度策略也有所不同。

如果一个进程有实时需求（它是一个实时进程），则只要它是可执行状态的，内核就一直让它执行，以尽可能地满足它对CPU的需求，直到它完成所需要做的事情，然后睡眠或退出（变成非可执行状态）。而如果有多个实时进程都处于可执行状态，则内核会先满足优先级最高的实时进程对CPU的需要，直到它变为非课执行状态。于是，只要有高优先级的实时进程一直处于可执行状态，低优先级的实时进程就一直不能得到CPU；只要一直有实时进程处于可执行状态，普通进程就一直不能得到CPU。后来内核进行了一些改动，限定了以sched_rt_period_us为周期的时间内，实时进程最多只能运行sched_rt_runtime_us这样给普通进程留下了一点点能够得到执行的机会。

在Linux 2.6版本中，内核调度曾有几度变迁，其基本思想是：1)提高实时进程调度相应比；2)普通进程调度体现“完全公平这个思想”。为实时进程（SCHED_FIFO/SCHED_RR）提供O(1)时间