Linux线程调度策略与优先级（二）

    上一篇文章介绍了Linux下的调度策略和优先级，在Ubuntu09.10上的一些特性，这里测试一下其中的两种特性，SCHED_OTHER和SCHED_RR，还有就是优先级的问题，是不是能够保证，高优先级的线程，就可以保证先运行。
    下面的这个测试程序，创建了三个线程，默认创建的线程的调度策略是SCHED_OTHER，其余的两个线程的调度策略设置成SCHED_RR。我的Linux的内核版本是2.6.31。SCHED_RR是根据时间片来确定线程的调度。时间片用完了，不管这个线程的优先级有多高都不会在运行，而是进入就绪队列中，等待下一个时间片的到了，那这个时间片到底要持续多长时间？在《深入理解Linux内核》中的第七章进程调度中，是这样描诉的，Linux采取单凭经验的方法，即选择尽可能长、同时能保持良好相应时间的一个时间片。这里也没有给出一个具体的时间来，可能会根据不同的CPU 来定，还有就是多CPU 的情况。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

void Thread1()
{
  sleep(1);
  int i,j;
  int policy;
  struct sched_param param;
  pthread_getschedparam(pthread_self(),&policy,&param);
  if(policy == SCHED_OTHER)
    printf("SCHED_OTHER\n");
  if(policy == SCHED_RR);
  printf("SCHED_RR 1 \n");
  if(policy==SCHED_FIFO)
    printf("SCHED_FIFO\n");

  for(i=1;i<10;i++)
  {
    for(j=1;j<5000000;j++)
    {
    }
    printf("thread 1\n");
  }
  printf("Pthread 1 exit\n");
}

void Thread2()
{
  sleep(1);
  int i,j,m;
  int policy;
  struct sched_param param;
pthread_getschedparam(pthread_self(),&policy,&param);
 if(policy == SCHED_OTHER)
    printf("SCHED_OTHER\n");
  if(policy == SCHED_RR);
  printf("SCHED_RR\n");
  if(policy==SCHED_FIFO)
    printf("SCHED_FIFO\n");

  for(i=1;i<10;i++)
  {
    for(j=1;j<5000000;j++)
    {
     
    }
    printf("thread 2\n");
  }
  printf("Pthread 2 exit\n");
}

void Thread3()
{
  sleep(1);
  int i,j;
  int policy;
  struct sched_param param;
pthread_getschedparam(pthread_self(),&policy,&param);
 if(policy == SCHED_OTHER)
    printf("SCHED_OTHER\n");
  if(policy == SCHED_RR)
    printf("SCHED_RR \n");
  if(policy==SCHED_FIFO)
    printf("SCHED_FIFO\n");

  for(i=1;i<10;i++)
  {
    for(j=1;j<5000000;j++)
    {
    }
    printf("thread 3\n");
  }
  printf("Pthread 3 exit\n");
}

int main()
{
  int i;
  i = getuid();
  if(i==0)
    printf("The current user is root\n");
  else
    printf("The current user is not root\n");

  pthread_t ppid1,ppid2,ppid3;
  struct sched_param param;

  pthread_attr_t attr,attr1,attr2;
  
  pthread_attr_init(&attr1);
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_init(&attr2);
  param.sched_priority = 51;
 pthread_attr_setschedpolicy(&attr2,SCHED_RR);
 pthread_attr_setschedparam(&attr2,&param);
 pthread_attr_setinheritsched(&attr2,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);//要使优先级其作用必须要有这句话

 param.sched_priority = 21;
 pthread_attr_setschedpolicy(&attr1,SCHED_RR);
 pthread_attr_setschedparam(&attr1,&param);
 pthread_attr_setinheritsched(&attr1,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);
 
 pthread_create(&ppid3,&attr,(void *)Thread3,NULL);
 pthread_create(&ppid2,&attr1,(void *)Thread2,NULL);
 pthread_create(&ppid1,&attr2,(void *)Thread1,NULL);
 
 pthread_join(ppid3,NULL);
 pthread_join(ppid2,NULL);
 pthread_join(ppid1,NULL);
 pthread_attr_destroy(&attr2);
 pthread_attr_destroy(&attr1);
 return 0;
}



下面是该程序的其中之一的运行结果：

sudo ./prio_test
The current user is root
SCHED_OTHER
SCHED_RR
SCHED_RR 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
Pthread 1 exit
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
Pthread 2 exit
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
Pthread 3 exit

   这里我们可以看到，由于线程3的调度策略是SCHED_OTHER，而线程2的调度策略是SCHED_RR，所以，在Thread3中，线程3被线程1，线程2给抢占了。由于线程1的优先级大于线程2的优先级，所以，在线程1以先于线程2运行，不过，这里线程2有一部分代码还是先于线程1运行了。
    我原以为，只要线程的优先级高，就会一定先运行，其实，这样的理解是片面的，特别是在SMP的PC机上更会增加其不确定性。
    其实，普通进程的调度，是CPU根据进程优先级算出时间片，这样并不能一定保证高优先级的进程一定先运行，只不过和优先级低的进程相比，通常优先级较高的进程获得的CPU时间片会更长而已。其实，如果要想保证一个线程运行完在运行另一个线程的话，就要使用多线程的同步技术，信号量，条件变量等方法。而不是绝对依靠优先级的高低，来保证。
    不过，从运行的结果上，我们可以看到，调度策略为SCHED_RR的线程1，线程2确实抢占了调度策略为SCHED_OTHER的线程3。这个是可以理解的，由于SCHER_RR是实时调度策略。
   只有在下述事件之一发生时，实时进程才会被另外一个进程取代。
  （1） 进程被另外一个具有更高实时优先级的实时进程抢占。
  （2） 进程执行了阻塞操作并进入睡眠
  （3）进程停止（处于TASK_STOPPED 或TASK_TRACED状态）或被杀死。
  （4）进程通过调用系统调用sched_yield()，自愿放弃CPU 。
  （5）进程基于时间片轮转的实时进程（SCHED_RR），而且用完了它的时间片。
   基于时间片轮转的实时进程是，不是真正的改变进程的优先级，而是改变进程的基本时间片的长度。所以基于时间片轮转的进程调度，并不能保证高优先级的进程先运行。
   下面是另一种运行结果：

sudo ./prio_test
The current user is root
SCHED_OTHER
SCHED_RR 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
Pthread 1 exit
SCHED_RR
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
Pthread 2 exit
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
Pthread 3 exit


  可以看出并没有每一次都保证高优先级的线程先运行。