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Linux内核调度分析（进程调度）

Linux进程调度 发展历史 Linux从2.5版本开始引入一种名为的调度器，后在2.6版本中将公平的的调度概念引入了调度程序，代替之前的调度器，称为算法（完全公平调度算法）。...为了保证交互式应用和桌面系统的性能，一般Linux更倾向于优先调度I/O消耗型进程。 进程优先级 Linux采用了两种不同的优先级范围。 使用nice值：越大的nice值意味着更低的优先级。...Linux调度算法 调度器类 Linux的调度器是以模块的方式提供的，这样使得不同类型的进程按照自己的需要来选择不同的调度算法。...上面说讲到的CFS算法就是一个针对普通进程的调度器类，基础的调度器会按照优先级顺序遍历调度类，拥有一个可执行进程的最高优先级的调度器类胜出，由它来选择下一个要执行的进程。...Linux调度的实现 下面我们来看看CFS是如何实现的，一般我们把它分为4个主要的部分来分析。

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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进程调度分析

    尽管我们平常接触的很多计算机（如桌面系统、网络服务器、等）负载都比较低，但是linux作为一个通用操作系统，不能假设系统负载低，必须为应付高负载下的进程调度做精心的设计。...有兴趣的朋友可以参考下面的链接： 《Linux 调度器发展简述》 《鼠眼看Linux调度器》 《鼠眼再看Linux调度器［1］》 《鼠眼再看Linux调度器［2］》 调度程序的效率 “优先级”明确了哪个进程应该被调度执行...2、多处理器下的负载均衡 前面我们并没有专门讨论多处理器对调度程序的影响，其实也没有什么特别的，就是在同一时刻能有多个进程并行地运行而已。那么，为什么会有“多处理器负载均衡”这个事情呢？...的确如此，但是多处理器共用一个可执行队列会有一些问题。显然，每个CPU在执行调度程序时都需要把队列锁起来，这会使得调度程序难以并行，可能导致系统性能下降。...所以，在linux下，每个CPU都有着对应的可执行队列，而一个可执行状态的进程在同一时刻只能处于一个可执行队列中。 于是，“多处理器负载均衡”这个麻烦事情就来了。

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    Linux内核调度器源码分析 - 初始化

    为了能够理解 Linux 调度器的设计与实现，我们将以 Linux kernel 5.4 版本(TencentOS Server3 默认内核版本)为对象，从调度器子系统的初始化代码开始，分析 Linux...本(系列)文通过分析 Linux 调度器(主要针对 CFS)的设计与实现，希望能够让读者了解： 调度器的基本概念 调度器的初始化(包括调度域相关的种种) 进程的创建、执行与销毁 进程切换原理与实现 CFS...进程调度策略(单核) 如何在全局系统的调度上保证 CPU 资源的合理使用 如何平衡 CPU 缓存热度与 CPU 负载之间的关系 很 special 的调度器 features 分析 调度器的基本概念...调度器初始化(sched_init) 下面进入正题，开始分析内核调度器的初始化流程，希望能通过这里的分析，让大家了解： 1、运行队列是如何被初始化的 2、组调度是如何与 rq 关联起来的(只有关联之后才能通过...结语 本文主要介绍了内核调度器的基本概念，并通过分析5.4内核中调度器的初始化代码，介绍了调度域、调度组等基本概念的具体落地方式。

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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..., 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...内核中的进程被堵塞的时候 2 总结 2.1 schedule调度流程 schedule就是主调度器的函数, 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...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...除了不能抢占外与常规任务一样，允许任务运行更长时间，更好地使用高速缓存，适合于成批处理的工作 CFS SCHED_IDLE 优先级最低，在系统空闲时才跑这类进程(如利用闲散计算机资源跑地外文明搜索，蛋白质结构分析等任务

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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))..., 这个算法的缺点是当内核中有很多任务时，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...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...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)) 并且每个调度器包括两个内容...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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    调度器调度队列之 activeQ 分析 | 视频文字稿

    前面我们分析了 kube-scheduler 组件如何接收命令行参数，用传递的参数构造一个 Scheduler 对象，最终启动了调度器。...调度器启动后就可以开始为未调度的 Pod 进行调度操作了，本文主要来分析调度器是如何对一个 Pod 进行调度操作过程中的活动队列。...调度队列 调度器启动后最终是调用 Scheduler 下面的 Run() 函数来开始调度 Pod，如下所示代码： // pkg/scheduler/scheduler.go // 等待 cache 同步完成...Pod，该接口遵循类似于 cache.FIFO 和 cache.Heap 这样的数据结构，要弄明白调度器是如何去调度 Pod 的，我们就首先需要弄清楚这个结构： // pkg/scheduler/internal...完成整个调度工作流程 func (sched *Scheduler) scheduleOne(ctx context.Context) { // 从调度器中获取下一个要调度的 Pod podInfo

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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。... anticipatory deadline [cfq] 如何改变硬盘设备 I/O 调度器 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push(

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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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