linux进程调度采用的是什么剥夺

深入理解Linux进程调度机制

在现代操作系统中，进程调度是核心功能之一，它决定了哪个进程将获得CPU时间以及何时获得，Linux操作系统采用的是一种称为“完全公平调度器”（Completely Fair Scheduler, CFS）的进程调度算法，CFS旨在为每个进程提供一个公平的CPU时间分配，同时保持高效的系统响应性和吞吐量，本文将详细探讨Linux下的CFS调度器的工作原理和特点，并指导如何在实践中观察和调整进程调度行为。

CFS调度器概述

CFS调度器是在2.6.23版本中被引入到Linux内核中的，它取代了之前的“O(1)”调度器，CFS的设计目标是确保所有运行的进程都能公平地访问CPU资源，而不会让某个进程长时间占用CPU而使其他进程饥饿，CFS通过使用虚拟运行时（virtual running time）的概念来实现这一点，该概念衡量的是任务在CPU上执行的时间，而不是实际的墙钟时间（wallclock time）。

CFS调度器的关键概念

1、虚拟运行时（vruntime）：这是CFS中的一个关键概念，用于记录进程已经被调度执行的时间量，vruntime不考虑CPU的速度差异，而是以一个统一的度量标准来衡量，从而保证公平性。

2、红黑树：CFS使用红黑树这种自平衡二叉查找树来管理可运行的进程队列，红黑树能够高效地插入和删除节点，这对于频繁的进程状态变化是非常重要的。

调度决策

当调度器需要选择一个新进程运行时，它会遍历红黑树寻找具有最小vruntime的进程，找到这个进程后，调度器将其移动到树的根节点位置，并将其投入运行，随着进程的运行，它的vruntime会增加，最终导致它再次被排在其他进程之后。

多处理器调度

Linux CFS调度器支持对称多处理（SMP）架构，在SMP系统中，CFS会为每个CPU维护一个单独的运行队列，当一个进程在某个CPU上运行时，它只会被考虑在该CPU的运行队列中进行调度，这有助于减少跨CPU的进程迁移，从而提高缓存效率和减少锁竞争。

调度策略和优先级

尽管CFS强调公平性，但它也允许用户通过nice值和调度策略来影响进程的调度优先级，nice值范围从20到19，较低的值表示较高的优先级，实时进程比非实时进程有更高的优先级。

性能监控和调优

Linux提供了多种工具来监控和调整进程调度行为，例如top、htop、pidstat等，管理员可以使用这些工具来观察系统的负载情况，并根据需要调整进程的nice值或调度策略。

Linux的CFS调度器是一个高度复杂且功能强大的系统组件，它确保了在多用户和多任务环境中公平合理地分配CPU资源，理解其工作原理对于系统管理员和开发人员来说至关重要，因为它可以帮助他们优化系统性能，提供更好的用户体验，通过适当的监控和调整，可以进一步提升系统的响应性和效率。

Linux的CFS调度器通过一系列精巧的设计和数据结构，实现了对CPU资源的公平分配，从vruntime的概念到红黑树的应用，再到多处理器调度和优先级设置，CFS体现了现代操作系统调度器的复杂性和精细度，通过实践监控和调优技巧，系统管理员可以确保系统运行在最佳状态，满足不同用户和应用的需求。