在嵌入式软件开发,包括单片机开发中,软件架构对于开发人员是一个必须认真考虑的问题。软件架构对于系统整体的稳定性和可靠性是非常重要的,一个合适的软件架构不仅结构清晰,并且便于开发。
Linux是一个支持多任务的操作系统,而多个任务之间的切换是通过 调度器 来完成,调度器 使用不同的调度算法会有不同的效果。
进程优先级 Linux内核中进程优先级一般分为动态优先级和静态优先级,动态优先级是内核根据进程的nice值、IO密集行为或者计算密集行为以及等待时间等因素,设置给普通的进程;静态优先级是用户态应用设置给实时进程。在调度中静态优先级的进程优先级更高。 一般应用分为IO密集型和计算密集型;I/O密集型是进程执行I/O操作时候等待资源或者事件时候,数据读取到后恢复进程的运行,这样基本出于等待IO和运行之间进行交替,由于具有这样的特性,进程调度器通常会将短的CPU时间片分配给I/O密集型进程。计算密集型是进
时间窗口,通常对于一些实时信息展示中用得比较多,比如维持一个五分钟的交易明细时间窗口,就需要记录当前时间,到五分钟之前的所有交易明细,而五分钟之前的数据,则丢掉
很多人尤其是初学者在写代码的时候往往都是想一点写一点,最开始没有一个整体的规划,导致后面代码越写越乱,bug不断。
之前我写过一篇分析 O(1)调度算法 的文章:O(1)调度算法,而这篇主要分析 Linux 现在所使用的 完全公平调度算法。
现代计算机体系中,硬盘是数据存储的持久化介质,硬盘的访问速度相比内存存在数量级的差距,因此有效的调度能更好利用资源,优化响应。 和CPU调度算法相似,调度的本质是对请求排序。在Linux系统中,这由I/O调度层负责。 在I/O调度之前,如果多个I/O在同一个sector中,或者是相邻sector。Linux可以把多个请求合并为一个来减少请求数量。这是在Block层处理的,可以设置开启或关闭。
论坛原始地址(持续更新):http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=99514 第13章 任务调度—抢占式,时间片和合作式 本章教
当进程1执行陷入阻塞时,需要进行进程调度,此时有进程2和进程3都处于就绪态,问: 应该选择哪个进程进行切换?
实时操作系统,当外界事件和数据产生时,系统能以足够快的速度予以处理,其处理结果能在规定的时间内控制生产结果或对系统做出响应,并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。
我就知道有人会这么说,然而那样就成了一篇议论文了,而我只是想写一篇随笔。所以,不管事实是不是那样,反正我就是觉得Windows,MacOS,iOS都很流畅,而Linux,Android却很卡。当然了,这里说的是GUI,如果考量点换成是Web服务的吞吐和时延,那估计结论要反过来了,不过那是客户端程序感觉到的事,作为人,who care!
CFS 调度器 ( Completely Fair Scheduler ) 是 " 完全公平调度器 " , " 完全公平调度算法 " 对每个 进程 都是 公平 的 ,
我就知道有人会这么说,然而那样就成了一篇议论文了,而我只是想写一篇随笔。所以,不管事实是不是那样,反正我就是觉得Windows,MacOS,iOS都很流畅,而Linux,Android却很卡。当然了,这里说的是GUI,如果考量点换成是Web服务的吞吐和时延,那估计结论要反过来了,不过那是客户端程序感觉到的事,作为人,who cares!
链接:https://blog.csdn.net/dog250/article/details/96362789
(1)在单核CPU中,将CPU分为很小的时间片,在每一时刻只能有一个线程在执行,是一种微观上轮流占用CPU的机制。由于CPU轮询的速度非常快,所以看起来像是“同时”在执行一样。多线程会存在线程上下文切换,会导致程序执行速度变慢;
调度:就是按照某种调度的算法设计,从进程的就绪队列中选择进程分配CPU,主要是协调进程对CPU等相关资源的使用。
在前面文章中,我们介绍了实时性的基本模型、并分析了实时性窗口内不同位置的时间对整个系统的价值,得出了一个结论——实时性窗口中越靠前的时间对系统中的其它任务越有价值;当一个有实时性要求的事件发生时,如果“不顾其它任务、自私自利”——只“单纯”考虑以越快越好的速度尽快完成当前的事件处理,会给整个系统的实时性带来毁灭性的结果——事实上,当所有任务都采取这一策略时,系统中没有任何一个任务的实时性是可以确定得到保证的。关于以上的结论,如果你还没有阅读过前一篇文章、或是对上述结论仍然抱有疑惑,可以阅读《实时性迷思(1)——”快是优点么“?》。
Linux Kernel Development 一书中,关于 Linux 的进程调度器并没有讲解的很全面,只是提到了 CFS 调度器的基本思想和一些实现细节;并没有 Linux 早期的调度器介绍,以及最近这些年新增的在内核源码树外维护的调度器思想。所以在经过一番搜寻后,看到了这篇论文 A complete guide to Linux process scheduling,对 Linux 的调度器历史进行了回顾,并且相对细致地讲解了 CFS 调度器。整体来说,虽然比较啰嗦,但是对于想要知道更多细节的我来说非常适合,所以就有了翻译它的冲动。当然,在学习过程也参考了其它论文。下面开启学习之旅吧,如有任何问题,欢迎指正~
调度器面对的情形就是这样, 其任务是在程序之间共享CPU时间, 创造并行执行的错觉, 该任务分为两个不同的部分, 其中一个涉及调度策略, 另外一个涉及上下文切换.
首先,select是有缺陷的,就是当事件发生(调用select)的时候,都需要在用户态和内核态之间拷贝fd数组,要知道用户态和内核态之间进行内存的拷贝是非常昂贵的,如果有上万级别的并发网络需要处理的时候,服务器根本处理不来。
本文来自拥有十年IT从业经验、擅长网站架构设计、Web前端技术以及Java企业级开发的夏俊,此文也是《关于大型网站技术演进的思考》系列文章的最新出炉内容,首发于CSDN,各位技术人员不容错过。 以下为正文: 一、引子 《关于大型网站技术演进的思考》已经连载完了两个系列,它们分别是《存储的瓶颈》和《网站静态化的处理》,这两个系列对应到网站里的组件就是存储端和浏览器端,网站除了这两端外,还有一端那就是服务端了,服务端上接浏览器端,下承存储端,所以当我们想让网站的浏览器端或存储端性能更加优秀的时候,就不得不去考虑
按照上面的逻辑看的话,每个队列里面最多有一个元素。其实不然,因为在多线程模型中每个线程占用cpu执行的时间是按照时间片来划分的,每个线程执行完自己的时间片后会被挂起,然后下一个获取到时间片的线程会占用CPU执行自己的任务,当下一轮被挂起的线程获取到自己的时间片后,会恢复执行上下文从之前被挂起的地方执行。
进程和线程究竟是什么?如何使用进程和线程?什么场景下需要使用进程和线程?协程又是什么?协程和线程的关系和区别有哪些? 程序切换-CPU时间的分配 首先,我们的任何一个程序都需要运行在一个操作系统中,如 Windows XP, RedHat Linux, FreeBSD, AIX 等; 其次,在操作系统中运行的程序,不止一个,而是成百上千个不同功能的程序,如键盘驱动,显示器驱动,HTTP服务,游戏,聊天,网页......; 最后,CPU等资源是有限的,在这成百上千个程序中,不可能每个程序都占用一个 CPU 来
几年前的一个下午,公司里码农们正在安静地敲着代码,突然很多人的手机同时“哔哔”地响了起来。本来以为发工资了,都挺高兴!打开一看,原来是告警短信
参考书籍:《嵌入式实时操作系统μCOS-II原理及应用》、《嵌入式实时操作系统uCOS-II 邵贝贝(第二版)》
Linux 内核是一个无比复杂的系统,要想看清大致的脉络也非易事。其实,可以把运行中的Linux想像成一个人类的社会,当中的进程就是社会中的人。
当一个计算机是多道程序设计系统时,会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争 CPU 时间片。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时,就会发生这种情况。如果只有一个 CPU 可用,那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做 调度程序(scheduler) 的角色存在,它就是做这件事儿的,该程序使用的算法叫做 调度算法(scheduling algorithm) 。
操作系统本质上是一个运行在计算机上的软件程序 ,管理着计算机硬件和软件资源,为计算机硬件和软件提供了一种中间层,使应用软件和硬件进行分离,屏蔽了硬件层的复杂性,让我们把关注点更多放在软件应用上。操作系统的主要功能有:
CPU 资源被分成若干 时间片 , 每个进程分不同的时间 , 使用 CPU 时间片 , 这是 分时复用机制 ;
在上一篇文章中介绍了 Linux 内核是如何对进程进行管理的,这篇将阐述内核是如何对进程进行调度。因为这篇文章努力用简单的语言把进程调度这件事情描述清楚,所以文章篇幅略长,建议收藏慢看。也欢迎关注公众号 CS 实验室 ,目前在写一些开发中常用但不常了解细节的东西,比如 Linux 内核、Python 进阶。
导语 | Golang核心开发人员、goroutine调度的设计者Dmitry Vyukov,在2019年的一个talk里深入浅出地阐述了goroutine调度的设计思想以及一些优化的细节。本文是笔者结合自身经验和认知的一点观后感,采用从零开始层层递进的方法,总结剖析了其背后的软件设计思想,希望对读者更好地理解goroutine调度GMP模型会有所帮助。 前言 视频地址: https://2019.hydraconf.com/2019/talks/7336ginp0kke7n4yxxjvld/ 这个视频我
调度程序没有太复杂的原理。最大限度地利用处理器时间的原则是,只要有可以执行的进程,那么就总会有进程正在执行。但是只要系统中进程的数目比处理器的个数多,就注定会有一些进程不能一 直执行。这些进程在等待运行。在一 组处于可运行状态的进程中选择一个来执行,是调度程序所需完成的基本工作。
并发就是在一段时间内,多个任务都会被处理;但在某一时刻,只有一个任务在执行。单核处理器可以做到并发。比如有两个进程A和B,A运行一个时间片之后,切换到B,B运行一个时间片之后又切换到A。因为切换速度足够快,所以宏观上表现为在一段时间内能同时运行多个程序。
程序想要使用共享资源,必然通过一些指令去访问这些资源,若多个任务都访问同一资源,那么访问该资源的指令代码组成的区域称临界区。简而言之,临界区是代码
软件工程师们总习惯把OS(Operating System,操作系统)当成是一个非常值得信赖的管家,我们只管把程序托管到OS上运行,却很少深入了解操作系统的运行原理。确实,OS作为一个通用的软件系统,在大多数的场景下都表现得足够的优秀。但仍会有一些特殊的场景,需要我们对OS进行各项调优,才能让业务系统更高效地完成任务。这就要求我们必须深入了解OS的原理,不仅仅只会使唤这个管家,还能懂得如何让管家做得更好。
最近在研究Linux的短程调度(进程调度包括长程调度、中程调度和短程调度,详见参考博客1)相关的算法和调度器,由参考博客1可知,短程调度的主要任务是按照某种策略和算法将处理机分配给一个处于就绪状态的进程,分为抢占式和非抢占式。中程调度(又叫中级调度)的主要任务则是按照给定的原则和策略,将处于外存交换区中的就绪状态或等待状态的进程调入内存,或把处于内存就绪状态或内存等待状态的进程交换到外存交换区。长程调度(又叫高级调度)的主要任务则是将已进入系统并处于后备状态的作业按某种算法选择一个或一批,为其建立进程,并进入主机,装入内存;当该作业执行完毕时,负责回收系统资源。如下图所示:
在Java中多线程之间是通过共享内存进行通信的,在go中多线程之间通信是基于消息的,go中的通道是go中多线程通信的基石。
参考 【Linux 内核】调度器 ⑨ ( Linux 内核调度策略 | SCHED_NORMAL 策略 | SCHED_FIFO 策略 | SCHED_NORMAL 策略 | SCHED_BATCH策略 ) 博客 , 介绍了 Linux 内核相关的调度策略 ;
本博客 猫叔的博客,转载请申明出处 视频教程 Java猫说-多线程教程001 前言 本系列将由浅入深,学习Java并发多线程。 一图读懂线程与进程 1、一个进程可以包含一个或多个线程。(其实你经常
写go语言并发需要注意的几点: 1. golang 1.2版本 goroutine的runtime.GOMAXPROCS 如果没有被定义,默认是1,从1.5之后改为默认是runtime.CpuNum(),go底层其实是并发GOMAXPROCS 个线程,然后进行并发。 但是并发也是每个goroutine分先后进行运行,并不是真正的并发轮询,所以必须让goroutine的加入轮询调度runtime.Gosched(),保证所有goroutine齐头并进,以下面程序为例,如果不加入 go的轮询调度,由于say函数
很多STM32单片机初学者都是从裸机开始的,裸机确实也能开发出好的产品。但是,作为一个嵌入式软件工程师,况且用的并不是51那种低端单片机,如果只会用裸机开发产品,那肯定是不够的。
但凡懂Linux内核的,都知道Linux内核的CFS进程调度算法,无论是从2.6.23将其初引入时的论文,还是各类源码分析,文章,以及Linux内核专门的图书,都给人这样一种感觉,即 CFS调度器是革命性的,它将彻底改变进程调度算法。 预期中,人们期待它会带来令人惊艳的效果。
进程是操作系统虚拟出来的概念,用来组织计算机中的任务。它从诞生到随着CPU时间执行,直到最终消失。不过,进程的生命都得到了操作系统内核的关照。就好像疲于照顾几个孩子的母亲内核必须做出决定,如何在进程间分配有限的计算资源,最终让用户获得最佳的使用体验。内核中安排进程执行的模块称为调度器(scheduler)。这里将介绍调度器的工作方式。
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