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分类: LINUX

2011-01-02 00:40:51

linux设备驱动归纳总结(四):2.进程调度的相关概念


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进程的调度就是指进程间的切换,进程调度的知识其实我也不太清除,我查找的资料有些说法并不一致,所以我只能说一下一些我的理解。如有错误或不足,望指正。

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一、I/O消耗型进程和处理器消耗型的进程:


进程分为I/O消耗型和处理器消耗型两种。


I/O消耗型,是指进程大部分时间用来提交I/O请求或者等待I/O请求的进程。这类进程的特征是,经常需要运行,但执行一次需要的时间不长。如文字编辑。

处理器消耗型,是指进程大部分时间用来执行代码的进程。这类进程对系统的响应时间要求比较少,像看个视频,慢个半秒人是察觉不出来的。但这种进程耗CPU,所以这类型的进程需要更多一点的执行时间。

老李说,内核一切来源于生活,I/O消耗型就像解小手,经常得去,但每次花的时间不长,处理器消耗型就像解大手,有时一天要么就来一次,但也要花个十来分钟。

同时上面的两种进程分类并不是绝对的,进程可以同时属于这两种类型,就好像你上个厕所也可以同时干两件事。


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二、进程的优先级


优先级其实就是一个数,优先级高的程序先运行,低优先级的程序后运行,这是基本的进程调度策略。

内核有两种不同的优先级,静态优先级和当态优先级,它们的进程的调度算法和时间片的分配方面起着重要作用,这里我不能一一详述,我也不太了解。


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三、时间片


时间片是一个数值,我把它理解为:在一个周期里,内核调度全部进程的总时间中分给一个进程运行的时间。

譬如,现在有三个进程需要运行,在1秒内,进程A0.6秒,进程B0.3秒,进程C0.1秒,它们所得到的时间就叫做时间片,如果没有中断等其它情况的话,进程A可以在内核分配的0.6秒内欢快地连续地运行,直到时间片用完

当然,上面的立即举得有点过分,时间片的大小一般都是以ms为单位,时间片太长,用户就会觉得程序有延时,如果时间片太短,那大部分的时间都耗费在切换进程的功夫上,得不偿失。

另外,分配的时间片并不是一定要一次过用完,进程可以分开几次使用,如交互式的进程(文本编辑),内核分配给它的时间片远远多于处理一次输入的时间,所以这类的进程响应次数多,用的时间片却比消耗型进程的少。

又联系一下生活,譬如一个厕所的使用相当紧缺,公司规定,解大手的,一天只能10分钟,解小手的,一天也给你10分钟。当然不排除有奇人异士会尽情的享受一次10分钟的小解,但一般都会把时间分配到需要小解的时候。

还需要记住一点的是,内核等到所有进程的时间片都用完了,再对进程重新分配新的时间片。


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四、进程的调度策略


基于上面介绍的上面三个概念,简单的说一下进程的调度策略。先说一下分类:

按调度策略分类:

SCHED_NORMAL:普通的分时进程,上层应用程序的默认策略。

SCHED_FIFO:先进先出的实时进程。

SCHED_RR:时间片轮转的实时进程。

按调度类分类:

CFS调度类:用于策略SCHED_NORMAL等。

实时调度类:用于SCHED_FIFOSCHED_RR


上面说了这么多只是想说一点,进程的调度策略有很多,因为书上讲的也不多,我也没细细去了解。基于CFS调度类,简单介绍一下上面提及的三个概念的关系。


直到我还对书上的一个话坚信不疑:“优先级越高,进程所能分到的时间片就越多”。其实这是不一定正确的,解小手优先级高就好了,凭什么时间还能比解大手的多,这公平吗?

优先级和时间片本来就是个矛盾的概念,有些进程被定义了高优先级是为了能够得到更快的调度,并不是为了获得更多的时间片。

linux内核设计与实现》(第三版)举了CFS调度的这样一个例子:如果现在处理器上只有两个进程,一个是文字编辑,一个是视频解码。按照原来的理解,文字编辑的进程会获得高优先级和更多时间片。这样的话,视频解码的时间片就会显得不够用了。所以。事实上并不是这样子,基于CFS调度的算法,两个程序被分配了相同的优先级和时间片,这样就能确保视频解码进程能够有更多的时间进行解码。

那内核怎么确保文字编辑的响应呢?原来,内核会观擦两个进程在这段时间内谁已经使用的时间片更少,当使用时间片少的进程需要调度时,内核会优先考虑这样的进程。这样就达到了响应速度快的要求。

所以说,优先级和时间片的分配,是根据内核的调度算法分配。

具体的CFS算法在书上有详细的介绍。


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五、总结


这次讲得很少,只是讲了进程调度的三个基本的概念,上面讲的内容并没有涉及内核抢占的知识,但是,不管在有没有内核抢占的情况下,上面的内容都是成立的。

内核抢占将留在下一节。


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给主人留下些什么吧!~~

zhuczloveai9102016-04-28 08:37:23

这个比喻太经典了。。。。。。。。。。。。。

zhuczloveai9102016-04-28 08:37:20

这个比喻太经典了。。。。。。。。。。。。。