Linux 2.6任务调度器及其重要属性

SMP 负载均衡

　　在 SMP 系统中创建任务时，这些任务都被放到一个给定的 CPU 运行队列中。通常来说，我们无法知道一个任务何时是短期存在的，何时需要长期运行。因此，最初任务到 CPU 的分配可能并不理想。

　　为了在 CPU 之间维护任务负载的均衡，任务可以重新进行分发：将任务从负载重的 CPU 上移动到负载轻的 CPU 上。Linux 2.6 版本的调度器使用负载均衡（load balancing） 提供了这种功能。每隔 200ms，处理器都会检查 CPU 的负载是否不均衡；如果不均衡，处理器就会在 CPU 之间进行一次任务均衡操作。

　　这个过程的一点负面影响是新 CPU 的缓存对于迁移过来的任务来说是冷的（需要将数据读入缓存中）。

　　记住 CPU 缓存是一个本地（片上）内存，提供了比系统内存更快的访问能力。如果一个任务是在某个 CPU 上执行的，与这个任务有关的数据都会被放到这个 CPU 的本地缓存中，这就称为热的。如果对于某个任务来说，CPU 的本地缓存中没有任何数据，那么这个缓存就称为冷的。

　　不幸的是，保持 CPU 繁忙会出现 CPU 缓存对于迁移过来的任务为冷的情况。

　　挖掘更多潜能

　　2.6 版本调度器的源代码都很好地封装到了 /usr/src/linux/kernel/sched.c 文件中。我们在表 1 中对在这个文件中可以找到的一些有用的函数进行了总结。

　　表 1. Linux 2.6 调度器的功能 函数名 函数说明

　　schedule 调度器主函数。调度优先级最高的任务执行。

　　load_balance 检查 CPU，查看是否存在不均衡的情况，如果不均衡，就试图迁移任务。

　　effective_prio 返回任务的有效优先级（基于静态策略，但是可以包含任何奖励和惩罚）。

　　recalc_task_prio 根据任务的空闲时间确定对任务的奖励或惩罚。

　　source_load 适当地计算源 CPU（任务从中迁移出的 CPU）的负载。

　　target_load 公平地计算目标 CPU（任务可能迁移到的 CPU）的负载。

　　migration_thread 在 CPU 之间迁移任务的高优先级的系统线程。

　　运行队列的结构也可以在 /usr/src/linux/kernel/sched.c 文件中找到。2.6 版本的调度器还可以提供一些统计信息（如果启用了 CONFIG_SCHEDSTATS）。这些统计信息可以从 /proc 文件系统中的 /proc/schedstat 看到，它为系统中的每个 CPU 都提供了很多数据，包括负载均衡和进程迁移的统计信息。

　　展望

　　Linux 2.6 调度器从早先的 Linux 调度器已经跨越了一大步。它极大地改善了最大化利用 CPU 的能力，同时还为用户提供了很好的响应体验。抢占和对多处理器体系架构的更好支持使整个系统更接近于多桌面和实时系统都非常有用的操作系统。Linux 2.8 版本的内核现在谈论还为时尚早，但是从 2.6 版本的变化中，我们可以期望会有更多的好东西。