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linux内核调度算法（3）–多核系统的负载均衡

多核CPU现在很常见，那么问题来了，一个程序在运行时，只在一个CPU核上运行？还是交替在多个CPU核上运行呢？Linux内核是如何在多核间调度进程的呢？...又是内核又是CPU核，两个核有点绕，下面称CPU处理器来代替CPU核。 实际上，如果你没有对你的进程做过特殊处理的话，LINUX内核是有可能把它放到多个CPU处理器上运行的，这是内核的负载均衡。...上文说过，每个处理器上有一个runqueue队列，表示这颗处理器上处于run状态的进程链表，在多处理器的内核中，就会有多个runqueue，而如果他们的大小很不均衡，就会触发内核的load_balance...当然，多核CPU也有许多种，例如INTEL的超线程技术，而LINUX内核对一个INTEL超线程CPU会看成多个不同的CPU处理器。...上面说过，如果你没有对你的进程做过特殊处理的话，LINUX内核是有可能把它放到多个CPU处理器上运行的，但是，有时我们如果希望我们的进程一直运行在某个CPU处理器上，可以做到吗？

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linux 进程调度器（下） -- 调度器演进

引言 通过此前的两篇文章，我们系统介绍了 linux 操作系统中的调度算法与其演进： linux 操作系统的进程调度（上） -- 进程调度的基本概念 linux 操作系统的进程调度（中） -- 进程调度算法的演进...本文，我们就来介绍 Linux 操作系统实际使用的进程调度器以及它们的演进。...O(n) 调度器 在早期的 linux 操作系统中，2.4 版本到 2.6 版本之间，linux 采用了实现起来十分简单的 O(n) 调度器。...O(1) 调度器 在 linux 内核采用 O(n) 调度器的 4 年后，Linux2.6.0 采纳了 Rad Hat 公司设计的 O(1) 调度算法，这是一个基于上一篇文章中介绍的多级反馈队列算法的调度器实现...CFS 调度器 由于 O(1) 调度器的上述问题，很快在 Linux 2.6.23 版本，就有一款新的调度器 -- CFS 被内核采用，它是由匈牙利程序员 Ingo Molnar 在澳大利亚外科医生 Con

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    【Linux 内核】调度器 ① ( 调度器概念 | 调度器目的 | 调度器主要工作 | 调度器位置 | 进程优先级 | 抢占式调度器 | Linux 进程状态 | Linux 内核进程状态 )

    文章目录 一、调度器 0、调度器概念 1、调度器目的 2、调度器主要工作 3、调度器位置 4、进程优先级 5、抢占式调度器 二、Linux 内核进程状态 API 简介 三、Linux 进程状态 一、调度器...---- 0、调度器概念 Linux 内核的 " 进程调度 " 是按照 设计好的调度算法 安排的 , 该算法对应的功能模块 称为 " 调度器 " , 英文名称是 Scheduler ; 1、调度器目的...进程调度 目的是 最大限度利用 CPU 资源 , 也就是 CPU 时间片 ; 2、调度器主要工作 " 调度器 " 主要的工作 : ① 就绪 -> 执行 : 选择 " 就绪状态 " 的进程执行 ; (..." , 主要是 " 就绪状态 " 与 " 执行状态 " 这两个状态之间相互切换 ; 3、调度器位置 调度器 在 如下的 进程状态图 中的位置是 " 就绪状态 " 与 " 运行状态 " 之间 ; 就绪状态..." 抢占式调度器 " 概念 : 如果 " 调度器 " 支持 " 就绪状态 " 与 " 运行状态 " 之间可以相互转换 , 则该调度器称为 " 抢占式调度器 " ; 二、Linux 内核进程状态 API

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    【Linux 内核】CFS 调度器 ④ ( 调度子系统组件模块 | 主调度器、周期性调度器 | 调度器类 )

    文章目录 一、调度子系统组件模块 二、主调度器、周期性调度器 三、调度器类 一、调度子系统组件模块 ---- 调度器 需要对 被调度的进程 进行 排序 和 调度管理 , 进程管理过程需要 调度器 的 组件模块..., 以及相关 算法 数据结构 来完成 , 如 : 执行队列 ; 二、主调度器、周期性调度器 ---- CPU 通过 " 上下文切换 " 选择 " 主调度器 " 或 " 周期性调度器 " , " 上下文切换..., 自动调用 scheduler_tick() 函数 , 完成调度 , 这是根据 进程 运行时间 , 自动触发进程调度 ; 三、调度器类 ---- 主调度器 或 周期性调度器 根据 不同的 " 选择进程..." 选择不同的 调度器类 , 可选的调度类参考 【Linux 内核】调度器 ⑦ ( 调度器类型 | 停机调度类 stop_sched_class | 限期调度类 dl_sched_class | 实时调度类...| 公平调度类 | 空闲调度类 ) 博客 , 在 Linux 内核中 , sched_class 调度器 分为以下 5 种类型 : stop_sched_class : 停机调度类 ; dl_sched_class

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    调度器简介，以及Linux的调度策略

    调度器是CPU时间的管理员。Linux调度器需要负责做两件事：一件事是选择某些就绪的进程来执行；另一件事是打断某些执行中的进程，让它们变回就绪状态。不过，并不是所有的调度器都有第二个功能。...当计算机中有大量进程在运行时，这个调度器的性能将会被大大降低。也就是说，O(n)调度器没有很好的可拓展性。O(n)调度器是Linux 2.6之前使用的进程调度器。...当Java语言逐渐流行后，由于Java虚拟机会创建大量进程，调度器的性能问题变得更加明显。 为了解决O(n)调度器的性能问题，O(1)调度器被发明了出来，并从Linux 2.6内核开始使用。...完全公平调度器 从2007年发布的Linux 2.6.23版本起，完全公平调度器（CFS，Completely Fair Scheduler）取代了O(1)调度器。...以上就是调度器的基本原理，以及Linux用过的几种调度策略。调度器可以更加合理地把CPU时间分配给进程。现代计算机都是多任务系统，调度器在多任务系统中起着顶梁柱的作用。

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    Linux 进程调度之schdule主调度器

    至于CFS调度算法的实现后面后专门写一篇文章，这里只要记住调度时选择一个优先级最高的任务执行 一、调度单位简介 1.1 task_struct 结构体简介 对于Linux内核来说，调度的基本单位是任务，...，调度器只会选择在该状态下的任务进行调度。...Linux采用的是每个CPU都有自己的运行队列，这样做的好处： （1）每个CPU在自己的运行队列上选择任务降低了竞争 （2）某个任务位于一个CPU的运行队列上，经过多次调度后，内核趋于选择相同的CPU...在这里我只讨论普通任务的调度，因为linux大部分情况下都是在运行普通任务，普通任务选择的调度器是CFS完全调度。 在调度时，调度器去 CFS 运行队列找是否有任务需要运行。...具体请参考：Linux 进程调度通知机制 struct preempt_ops { void (*sched_in)(struct preempt_notifier *notifier, int cpu

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    Linux O(1)调度器

    O(n)调度器的种种问题，linux内核社区则在2.6内核版本引入了O(1)调度器，当然了引入的目的也正是要解决O(n)调度器面临的问题。...我们这片文章以Linux2.6.2版本来学习，在Linux内核文档中有一篇关于O(1)调度器的目的，如何设计的，以及实现有一个详细的介绍：sched-design.txt文档，有兴趣的可以去阅读。...O(1)调度器的工作原理 ?...总结： O(1)调度器的引入主要是为了解决O(n)调度器的不足 O(1)调度器在赏罚机制上比O(n)调度器考虑的因素比较多，不再时像O(1)那样直接考时间片的大小来调度 但是O(n)和O(1)调度算法上核心还是通过判断一个进程的行为...当然了时代还是要前进的，O(n)和O(1)调度器是为CFS调度器出现地提供了很好的环境。

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    Linux O(n)调度器

    前面我们学习了调度器的设计需要关注的几个点，在这里复习下： 吞吐量（对应的是CPU消耗型进程） 响应速度（对应的是IO消耗型进程） 公平性，确保每个进程都可以有机会运行到 移动设备的功耗 Linux中调度器的设计...经常睡眠的进程尝试增大下优先级，经常长占CPU的适当减少优先级 本节我们先来学习Linux早期的调度算法的设计，先从最早的调度器算法开始，此调度器时间复杂度是O(n)，所以也可以称为O(n)调度算法。...我们选择的内核版本是linux-2.4.19。 O(n)调度器的实现原理 O(n)代表的是寻找一个合适的进程的时间复杂度。...时间片的计算 O(n)调度器采用的是TICK的方式，根据对应进程的nice值来计算对应的时间片的。...总之O(n)调度器有很多问题，不过有问题肯定要解决的。所以在Linux2.6引入了O(1)的调度器。

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    Linux进程核心调度器之主调度器schedule--Linux进程的管理与调度(十九）

    主调度器 在内核中的许多地方, 如果要将CPU分配给与当前活动进程不同的另一个进程, 都会直接调用主调度器函数schedule, 从系统调用返回后, 内核也会检查当前进程是否设置了重调度标志TLF_NEDD_RESCHED...* 但是如果当前进程prev有非阻塞等待信号, * 并且它的状态是TASK_INTERRUPTIBLE * 我们就不应该从就绪队列总删除它 * 而是配置其状态为..., 也就是说多数情形下, 我们的linux中进程全是cfs调度的 而likely这个宏业表明了这点, 这也是gcc内建的一个编译选项, 它其实就是告诉编译器表达式很大的情况下为真, 编译器可以对此做出优化...cfs调度的普通非实时进程, 则直接用cfs调度, 如果无程序可调度则调度idle进程 否则从优先级最高的调度器类sched_class_highest(目前是stop_sched_class)开始依次遍历所有调度器类的...这包括保存、恢复栈信息和寄存器信息 2.3 调度的内核抢占和用户抢占 内核在完成调度的过程中总是先关闭内核抢占, 等待内核完成调度的工作后, 再把内核抢占开启, 如果在内核完成调度器过程中, 这时候如果发生了内核抢占

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    Linux进程调度器概述--Linux进程的管理与调度(十五）

    传统Linux调度器提高交互式应用的优先级，使得它们能更快地被调度。而CFS和RSDL等新的调度器的核心思想是”完全公平”。...，调度器本身就会耗费不少时间，所以，从linux2.5开始引入赫赫有名的O(1)调度器 然而，linux是集全球很多程序员的聪明才智而发展起来的超级内核，没有最好，只有更好，在O(1)调度器风光了没几天就又被另一个更优秀的调度器取代了...CFS调度器 linux-2.6~至今 4 Linux的调度器设计 4 Linux的调度器设计 2个调度器 可以用两种方法来激活调度 一种是直接的, 比如进程打算睡眠或出于其他原因放弃CPU 另一种是通过周期性的机制..., 以固定的频率运行, 不时的检测是否有必要 因此当前linux的调度程序由两个调度器组成：主调度器，周期性调度器(两者又统称为通用调度器(generic scheduler)或核心调度器(core scheduler...task_tick操作完成周期性调度的通知和配置工作, 通过resched_curr函数(早期的resched_task函数)设置抢占标识TIF_NEED_RESCHED来通知内核在必要的时间由主调度函数完成真正的调度工作

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    Linux进程调度器的设计--Linux进程的管理与调度(十七）

    , linux总是希望寻找一个最接近于完美的调度策略来公平快速的调度进程. 1.4 linux调度器的演变 一开始的调度器是复杂度为O(n)的始调度算法(实际上每次会遍历所有任务，所以复杂度为O(n))...CFS的算法和实现都相当简单，众多的测试表明其性能也非常优越 字段 版本 O(n)的始调度算法 linux-0.11~2.4 O(1)调度器 linux-2.5 CFS调度器 linux-2.6~至今...早期的内核中就绪队列是全局的, 即即有全局唯一的rq, 但是 在Linux-2.6内核时代，为了更好的支持多核，Linux调度器普遍采用了per-cpu的run queue，从而克服了多CPU系统中，全局唯一的...linux可以以以下两种方式进行进程的分组： 用户ID：按照进程的USER ID进行分组，在对应的/sys/kernel/uid/目录下会生成一个cpu.share的文件，可以通过配置该文件来配置用户所占...参照 linux调度器源码分析 - 概述(一) 通过的调度策略对象–调度类 linux下每个进程都由自身所属的调度类进行管理， sched_class结构体表示调度类, 调度类提供了通用调度器和各个调度器之间的关联

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    Linux核心调度器之周期性调度器scheduler_tick--Linux进程的管理与调度(十八）

    我们前面提到linux有两种方法激活调度器：核心调度器和 周期调度器 一种是直接的, 比如进程打算睡眠或出于其他原因放弃CPU 另一种是通过周期性的机制, 以固定的频率运行, 不时的检测是否有必要 因而内核提供了两个调度器主调度器...对于普通进程则采用CFS完全公平调度器进行调度 1.3 linux调度器的演变 table th:nth-of-type(1){ width: 20%; } 字段 版本 O(n)的始调度算法 linux...-0.11~2.4 O(1)调度器 linux-2.5 CFS调度器 linux-2.6~至今 1.4 Linux的调度器组成 2个调度器 可以用两种方法来激活调度 一种是直接的, 比如进程打算睡眠或出于其他原因放弃...CPU 另一种是通过周期性的机制, 以固定的频率运行, 不时的检测是否有必要 因此当前linux的调度程序由两个调度器组成：主调度器，周期性调度器(两者又统称为通用调度器(generic scheduler.... 3 周期性调度器的激活 3.1 定时器周期性的激活调度器 定时器是Linux提供的一种定时服务的机制.

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    【Linux 内核】CFS 调度器 ② ( CFS 调度器 “ 权重 “ 概念 | CFS 调度器调度实例 | 计算进程 “ 实际运行时间 “ )

    文章目录 一、CFS 调度器 " 权重 " 概念 二、CFS 调度器调度实例 ( 计算进程 " 实际运行时间 " ) 一、CFS 调度器 " 权重 " 概念 ---- CFS 调度器 ( Completely...Fair Scheduler ) " 完全公平调度器 " , 实际运行过程中 , 会涉及到 具有 不同 " 进程优先级 " 的 进程 之间的调度 , 有些进程 优先级高 , 有些进程 优先级低 ,...为了避免 优先级低 的进程 始终无法得到 CPU 时间 执行 , 向每个进程提供 公平 调度 , CFS 调度器 引入了 " 权重 " 概念 , CFS 使用 " 权重 " 值 , 替代 进程的 优先级..., 不同 " 进程优先级 " 的进程 会按照 权重比例 , 分配 CPU 的执行时间 ; 二、CFS 调度器调度实例 ( 计算进程 " 实际运行时间 " ) ---- 有 2 个进程 A 和 B...大小 , 则 进程 在 CPU 上执行的进程 可获取到的 CPU 时间 计算公式如下 : \rm 进程获取的CPU 时间 = 调度区 \times \cfrac{进程权重}{所有进程的权重之和}

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    Linux CFS调度器之唤醒抢占--Linux进程的管理与调度(三十）

    ) pick_next_task_fair 主调度器会按照如下顺序调度 schedule -> __schedule -> 全局pick_next_task全局的pick_next_task函数会从按照优先级遍历所有调度器类的...pick_next_task函数, 去查找最优的那个进程, 当然因为大多数情况下, 系统中全是CFS调度的非实时进程, 因而linux内核也有一些优化的策略 一般情况下选择红黑树中的最左进程left作为最优进程完成调度...在scheduler_tick中周期性调度器通过调用curr进程所属调度器类sched_class的task_tick函数完成周期性调度的工作 而entity_tick中则通过check_preempt_tick...这个是调度器最初向进程欠下的债务....关于place_entity函数, 我们之前在讲解CFS队列操作的时候已经讲的很详细了 参见linux进程管理与调度之CFS入队出队操作 设想一下子如果休眠进程的vruntime保持不变,

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    如何更改 Linux 的 IO 调度器

    Linux 的 I/O 调度器是一个以块式 I/O 访问存储卷的进程，有时也叫磁盘调度器。...Linux I/O 调度器的工作机制是控制块设备的请求队列：确定队列中哪些 I/O 的优先级更高以及何时下发 I/O 到块设备，以此来减少磁盘寻道时间，从而提高系统的吞吐量。...目前 Linux 上有如下几种 I/O 调度算法： noop – 通常用于内存存储的设备。 cfq – 完全公平调度器。进程平均使用IO带宽。...Deadline – 针对延迟的调度器，每一个 I/O，都有一个最晚执行时间。 Anticipatory – 启发式调度，类似 Deadline 算法，但是引入预测机制提高性能。.../block/sdc/queue/scheduler 以上设置重启后会失效，要想重启后配置仍生效，需要在内核启动参数中将 elevator=noop 写入 /boot/grub/menu.lst： 1.

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    调度器及CFS调度器

    调度的目的：最大限度的使用CPU时间。 Linux内核中用来安排调度进程执行的模块称为调度器（Scheduler），它可以切换进程状态（执行、睡眠、退出等）。...如果调度器支持就绪状态切换到执行状态，同时支持执行状态切换为就绪状态，就称该调度器为抢占式调度器。...(MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH) #define DEFAULT_PRIO (MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH / 2) 调度策略 Linux内核提供一些调度策略供用户应用程序来选择调度器...：普通进程的调度策略，使我们task以最低优先级选择CFS调度器来调度运行 SCHED_DEADLINE：限期进程调度策略，使我们task选择Deadline调度器来调度运行 注：stop调度器和DLE-task...Linux采用红黑树保存调度实体，按照虚拟时间从小到大存储在红黑树中。 调度器通过各个组件模块及一系列数据结构，来排序和管理系统中的进程。

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    linux 系统调度器（四） -- 利用 chrt 命令查询与修改进程调度器

    引言 上一篇文章中，我们介绍了 linux 调度器的演进： linux 进程调度器（下） -- 调度器演进 在上一篇文章中，我们知道，到 Linux 2.6.23 版本后，linux 实际上维护了一组调度器来实现不同的调度需要...，它们被分为了四层： DL 调度器：采用 sched_deadline 策略； RT 调度器：采用 sched_rr 和 sched_fifo 策略； CFS 调度器：采用 sched_normal 和...那么，我们怎么才能让我们的进程被不同层的调度器调度呢？那就需要使用 linux 提供的十分有用的工具 -- chrt 来实现了，本文我们就来介绍一下这个命令的使用。...2. chrt 命令的介绍 chrt 命令是 linux 提供的一个底层应用指令，它可以在运行时设置进程的某些属性，还可以更改调度策略和调度优先级。...SCHED_FIFO 和 SCHED_RR 两个调度器可以让我们去指定，因为 RT 调度器是采用传统的 O(1) 调度算法来实现的基于时间片调度的策略的。

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    Linux CFS调度器之task_tick_fair处理周期性调度器--Linux进程的管理与调度(二十九）

    CFS如何处理周期性调度器 周期性调度器的工作由scheduler_tick函数完成(定义在kernel/sched/core.c, line 2910), 在scheduler_tick中周期性调度器通过调用...curr进程所属调度器类sched_class的task_tick函数完成周期性调度的工作 周期调度的工作形式上sched_class调度器类的task_tick函数完成, CFS则对应task_tick_fair...这会在task_struct中设置TIF_NEED_RESCHED标志, 核心调度器会在下一个适当的时机发起重调度....周期性调度器并不显式进行调度, 而是采用了延迟调度的策略, 如果发现需要抢占, 周期性调度器就设置进程的重调度标识TIF_NEED_RESCHED, 然后由主调度器完成调度工作..../sched/core.c, line 2910), 在scheduler_tick中周期性调度器通过调用curr进程所属调度器类sched_class的task_tick函数完成周期性调度的工作 周期调度的工作形式上

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    Linux CFS调度器之虚拟时钟vruntime与调度延迟--Linux进程的管理与调度(二十六）

    在CFS调度器中，将进程优先级这个概念弱化，而是强调进程的权重。一个进程的权重越大，则说明这个进程更需要运行，因此它的虚拟运行时间就越小，这样被调度的机会就越大。...在CFS调度器中，将进程优先级这个概念弱化，而是强调进程的权重。一个进程的权重越大，则说明这个进程更需要运行，因此它的虚拟运行时间就越小，这样被调度的机会就越大。...键值通过entity_key计算, 该函数在linux-2.6之中被定义, 但是后来的内核中移除了这个函数, 但是我们今天仍然讲解它, 因为它对我们理解CFS调度器和虚拟时钟vruntime有很多帮助,...因此，调度器每次选择位于红黑树最左端的那个进程，该进程的vruntime最小....而，CFS调度器中的权重在内核是对用户态进程的优先级nice值, 通过prio_to_weight数组进行nice值和权重的转换而计算出来的 虚拟时钟相关公式 linux内核采用了计算公式： 属性 公式

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    Linux CFS调度器之队列操作--Linux进程的管理与调度(二十七）

    CFS进程入队和出队 完全公平调度器CFS中有两个函数可用来增删队列的成员:enqueue_task_fair和dequeue_task_fair分别用来向CFS就绪队列中添加或者删除进程 2 enqueue_task_fair...sched_entity *se = &p->se; for_each_sched_entity(se) { /* ...... */ } } linux对组调度的支持可以通过...这样刚唤醒的进程在当前执行进程时间耗尽时就会被调度上处理器执行。...，这样减少系统的响应时间，我们已经知道当前进程的vruntime越小，它在红黑树中就会越靠左，就会被很快调度到处理器上执行。...但是，Linux内核需要根据新加入的进程的权重决策一下应该何时调度该进程，而不能任意进程都来抢占当前队列中靠左的进程，因为必须保证就绪队列中的所有进程尽量得到他们应得的时间响应， sched_vslice

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