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    谈谈调度 - Linux O(1)

    约莫十五年前,当我刚刚开始参加工作时,赶上 Linux 发布划时代的 2.6 内核。在这个大家都翘首期盼的内核版本中,最令人兴奋的便是 O(1) scheduler。本文来谈谈这个算法是如何实现的。...2.4 scheduler 的问题 Linux 2.4 scheduler 支持 SMP(Symmetric Multi-Processing),然而,由于只用一个 global runqueue,各个...是所有的资源共享一个任务的 runqueue,调度器调度时通过加锁来保证互斥,还是针对每个资源,我们都为其设置一个 runqueue,以减少锁带来的损耗?...两个 queue 都永远保持有序,一个 process 用完时间片,就会被插入 expired queue;当 runqueue 为空时,只需要把 runqueue 和 expired queue 交换一下即可...在其刚问世时,很多 linux 发行版就迫不及待将其移植回 2.4 kernel。而程序君整个职业生涯中接触过的一些调度器中,都能见到 bitarray + priority queue 的身影。

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    linux内核调度算法(3)–多核系统的负载均衡

    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...1、当cpu1上的runqueue里一个可运行进程都没有的时候。...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。

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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。...系统中的runqueue是一个PER_CPU变量,也就是说每一个CPU维护这一个runqueue,这样在SMP系统就可以有效的避免多个CPU去访问同一个runqueue。..., runqueues); 可以看到struct runqueue是一个PER_CPU的变量,则对应的是SMP系统中每一个CPU都维护一个struct runqueue结构。...)-1)/sizeof(long)) typedef struct runqueue runqueue_t; struct prio_array { int nr_active; unsigned

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    linux内核调度算法(1)–快速找到最高优先级进程

    内核调度程序很先进很强大,管理你的Linux上跑的大量的乱七八糟的进程,同时还保持着对用户操作的高灵敏响应,如果可能,为什么不把这种思想放到自己的应用程序里呢?...首先看下面的优先级队列,每一个runqueue都有。runqueue是什么?下面会详细说下,现在大家可以理解为,内核为每一颗CPU分配了一个runqueue,用于维护这颗CPU可以运行的进程。...;   看看BITMAP_SIZE是怎么算出来的:#define BITMAP_SIZE ((((MAX_PRIO+1+7)/8)+sizeof(long)-1)/sizeof(long)) 那么,LINUX...等待某个CPU来处理的进程中,可能包含许多种优先级的进程,但,LINUX是个抢占式调度算法的操作系统,就是说,需要调度时一定是找到最高优先级的进程执行。...好,优先级队列搞明白了,现在来看看runqueue,每个runqueue包含三个优先级队列。

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    从理论到实践:操作系统进程状态的核心逻辑与 Linux 实现

    先从操作系统的通用模型出发,解析 “运行、阻塞、挂起” 三大基础状态的本质 —— 如何通过 PCB(进程控制块)在不同队列间的移动实现状态切换,以及进程调度与设备管理如何通过结构体和队列协同工作;再聚焦 Linux...无论你是想理解操作系统的调度原理,还是想搞懂 Linux 中 “僵尸进程”“不可中断睡眠” 等具体问题,这篇文章都将为你搭建起从抽象理论到具体实现的桥梁,让你对进程状态的认知从 “零散概念” 升华为 “...个进程可以有几个状态(在Linux内核里,进程有时候也叫做任务)。 进程的状态决定了系统该如何处理进程。...中,供调度器选择运行 ‍♂️ 3、运行队列 runqueue struct runqueue { struct task_struct *curr; // 当前正在运行的任务...在Linux系统里,所有的进程是某个进程的子进程,要么是bash的,要么是自己的,创建子进程的目的,是为了让子进程完成某种事情的。

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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...实时进程采用两种调度策略SCHED_RR或者SCHED_FIFO 普通进程采用nice值进行动态调整普通进程的优先级 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...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。...当需要picknext下一个进程时,需要对整个runqueue队列进行加锁的操作,spin_lock_irq(&runqueue_lock);当系统中进程数目比较多的时候,则在临界区的时间就比较长,导致其余的...所以在Linux2.6引入了O(1)的调度器。

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    【Linux系统】进程切换 | 进程调度——O(1)调度队列

    Linux2.6内核进程O(1)调度队列 进程切换现在知道了,但是是如何进行调度的呢? 上图展示了Linux 2.6内核中进程队列的数据结构,下图用图示清晰地呈现了各组件间的关联关系,以便于理解。...2.1 runqueue 单 CPU 的 Runqueue: 在单 CPU 系统中,有一个名为 runqueue 的就绪队列,用于存放所有可运行状态的进程。...多 CPU 的负载均衡: 在多 CPU 系统中,每个 CPU 都有对应的 runqueue,这可能引发负载不均衡问题。...它通过监视各 runqueue 的长度,并将进程从繁忙队列迁移至空闲队列,从而实现整体性能的提升。 2.2 优先级 在Linux 2.6内核中,进程的优先级分为普通优先级和实时优先级两种。...在 Linux 系统中,与 nice 值相关联,nice 值越小,进程优先级越高。用户可使用 nice 和 renice 命令来查看和调整进程优先级。

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    【Linux系统编程】(十四)深入 Linux 内核:进程优先级调度与切换的底层逻辑全解析

    本文将从进程优先级的核心概念出发,逐步拆解优先级调整机制、进程切换原理,深入剖析 Linux 2.6 内核经典的 O (1) 调度队列架构,结合实战命令带你看透 Linux 进程调度的底层逻辑。...4.1 O (1) 调度算法的核心数据结构:runqueue O (1) 调度算法的核心是runqueue(运行队列),每个 CPU 核心都有一个独立的runqueue,用于管理该 CPU...runqueue的核心结构定义(简化版)如下: struct rq { spinlock_t lock; // 保护runqueue的自旋锁 unsigned long...4.4 O (1) 调度算法的完整流程 结合runqueue的结构和双队列、优先级分组设计,O (1) 调度算法的完整流程如下: 步骤 1:初始化 runqueue 每个...CPU 核心启动时,会初始化一个runqueue,创建active和expired两个队列,初始化queue数组和bitmap位图。

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    两个非常有意思的适合桌面使用的Linux task调度器: BFS和MuqSS

    但Linux内核的世界乃是非常之宽广,在主线内核之外还有很多支线可供观摩。 本文我来介绍Linux主线内核之外的两个非常有意思的适合桌面使用的task调度器BFS和MuqSS。...---- Linux内核其实有很多支线分支,其中Linux-CK就是著名的一支: https://wiki.archlinux.org/index.php/Linux-ck 该支线由Con Kolivas...* In non-interactive mode it will only take a task if it's from the current * runqueue or a runqueue...* In non-interactive mode it will only take a task if it's from the current * runqueue or a runqueue...Con Kolivas将长期维护他自己的CK分支或者如Linus本人那般,Con Kolivas也可能基于Linux-CK生成另一个自己的CK主线,彻底和Linux决裂!

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    写了一年golang,来聊聊进程、线程与协程

    还需要一种调度算法,Linux 中采用了基于时间片和优先级的完全公平调度算法。 线程 多进程的出现是为了解决 CPU 利用率的问题,那为什么还需要线程?答案是为了减少上下文切换时的开销。...,如网络阻塞、代码层面的阻塞(锁、sleep等)、系统调用等 进程时间片用完,让出 CPU 而进程切换 CPU 时需要进行这两步: 切换页目录以使用新的地址空间 切换内核栈和硬件上下文 进程和线程在 Linux...Linux 实现中,每个进程的地址空间都是虚拟的,虚拟地址空间转换到物理地址空间需要查页表,这个查询是很慢的过程,因此会用一种叫做 TLB 的 cache 来加速,当进程切换后,TLB 也随之失效了,所以会变慢...[1.png] 在 golang 中使用 go 关键字启动一个 goroutine,它将会被挂到 P 的 runqueue 中,等待被调度 [2.png] 当 M0 中正在运行的 G0 阻塞时(如执行了一个系统调用...),此时 M0 会休眠,它将放弃挂载的 P0,以便被其他 M 调度到 当 M0 系统调用结束后,会尝试“偷”一个 P,如果不成功,M0 将 G0 放到全局的 runqueue 中 P 会定期检查全局 runqueue

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