Linux 进程调度笔记（一）

主要讨论的是单核 CPU 的状况下，进行调度的一些算法和思路。讨论都是基于单核 CPU 的条件下进行。

在内存中，不管对于用户而言有多少个进程，但在 CPU 运行的时候，老是只有只执行一个进程。进程调度的方式有不少，传统的算法有 FIFO，SJF(shortest job first)，多级队列反馈调度。可是因为多进程的出现，必然不会采用单个进程依次执行的状况，因此如今的 CPU 都是对多个进程同时运行，把时间分摊到每一个进程上，这样，对于用户而言，能够感觉到多个进程并行的错觉。

CPU 在对于每一个进程进行分摊的时候，在每次运行一段程序的时候，采用了时间片的概念，即这个时候 CPU 会运行这个程序一个时间段的长度。kernel 进行调度的时候，就是经过动态计算时间片来进行控制和调度选择的。

通常而言，进程能够分为两类，将进程分类是有必要的，不一样的进程因为其须要的资源不一样，能够分为 IO 消耗和处理器消耗两类。对于这两类进程的区分，能够有效避免 CPU 的资源的浪费，IO 消耗可能在 IO 时间或者等待用户输入的时间多一些，那么他们须要的 CPU 进行计算的时间相比之下就少，这种分类能够有效的避免资源的浪费。

调度策略的核心就是在 CPU 进行效应运行和尽量的让系统利用率，吞吐量之间作 tradeoff。

进程因为其做用的不一样，相应的就有不一样的重要性。对于不一样的进程，咱们能够划分一个不一样的优先级，对于优先级比较高的进程先运行，而优先级比较低的程序后运行。对于相同优先级的进程，咱们能够按照轮转的方式，依次进行。这样就造成了一个多级优先级，轮转调度的算法。

如今的 Kernel 主要采用的最基本的调度是彻底公平调度 （CFS）的算法进行调度程序。这里并无时间片的概念，只有程序的等待时间。即这个程序在就绪队列中等待了多久。

对于相同优先级的进程而言，咱们应该尽量的保证花在每一个进程的时间均匀。即每一个进程使用的资源同样多。在理想状态下，咱们能够把时间划分红无穷小量，每一个进程都运行相同的无穷小量，而后在进程之间作没有 cost 的进程切换，这样，咱们就能够将资源平均的花在每一个进程上。可是现实的困难是，在进行进程切换的时候，每每会有cost的存在，同时，cpu 的 cache 缓存也会受到影响。

CFS 的作法是对每一个进程运行一个时间段，而后选择运行最少的进程做为下一个的进程。对于每一个进程应该运行多久，依靠的是其进程的重要性的差值在所对应的运行总时间的比重。即越重要的进程，所得到的时间就越多。同时，每一个进程在运行的时候，老是要有一个最小的运行粒度，不只能够避免饥饿现象的出现，还要避免频繁的调度致使的大量的 cost 。