进程优先级(nice值,top指令),独立性,竞争性,进程切换(时间片),抢占与出让,并发并行概念

目录

优先级 

引入

为什么会存在优先级

特点

优先级值 

nice值

更改nice值

top指令

独立性 

竞争性

进程切换 

引入

时间片

上下文切换

调度器

抢占与出让

强占

出让

并发和并行 

并发

并行

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优先级 

引入

与权限不同的是,权限是能不能做的问题,优先级是什么时候去做

为什么会存在优先级

• 系统中可以运行多个进程,每个进程都需要使用资源
• 但cpu是有限的
• 所以就存在谁先谁后使用资源的问题,这些进程需要通过某种方式竞争资源

• 而优先级,则是调度器在调度时的重要参考
• 调度 -- 决定将 哪一个在运行队列上的进程 放在 cpu 上

特点

优先级值 

进程的调度优先级（Priority），它是用来控制进程在 CPU 调度中的执行优先级的一个值

• PRI就是优先级值,越小越先被调度
• 可以看到,图中这两个进程的PRI值都是80
• 但是,优先级也是可以被调整的,也就是用图上的NI值修改

nice值

• NI值也就是nice值是一种修正数据(也就是说,优先级是可以被调整的)
• 在Linux下，进程的优先级是通过所谓的“Nice值”来管理的
• Nice值是一个用来表示进程相对优先级的整数
• linux中: 优先级 = PRI值 + nice值
• nice值是有范围的,-20到19,所以对进程的影响不大
• 这是os有意控制的,为了使它可以 更均衡的让所有进程在一定时间范围内都能获得资源
• 也就是雨露均沾
• 防止某些恶意进程修改自己的nice值,在每次调度时都优先调度它,从而造成不公平事件

更改nice值

top指令

进入top后,按下' r ',输入要改变进程的pid,随后输入nice值

当我更改code这一进程的pid后(改为10了):

独立性 

多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰

所以,Linux中的进程是相互隔离的独立执行单元,有助于确保系统的稳定性和安全性

竞争性

Linux中的进程是竞争执行的，这意味着多个进程在竞争有限的系统资源（如CPU时间、内存、文件句柄等）和争夺执行的机会

进程可以通过提高其优先级（降低Nice值）或增加其权重来提高获得CPU时间的机会

进程切换 

引入

• 其实,一个进程使用cpu的时间是有限制的
• 如果直到一个进程被执行完才退出,那么其他进程在这一过程中相当于卡死状态(它在独占cpu)
• 也很可能会造成cpu直接卡死(如果该进程执行的是死循环,就会让计算机直接无法使用) 
• 所以有了"时间片"这一概念

时间片

• 是操作系统中用来管理和分配CPU时间的基本概念
• 它表示操作系统将CPU时间分割成小段的时间间隔，每个时间间隔被分配给一个进程或线程，以允许多个任务交替执行
• 每个进程在其分配的时间片内运行，达到时间后就让出CPU,以便其他进程执行

上下文切换

• 在时间片结束时，操作系统会执行上下文切换
• 将CPU状态保存到当前进程的上下文中(这样下次再来的时候,可以从之前的逻辑继续向后运行)
• 然后加载下一个进程的上下文，以便继续执行

调度器

• 操作系统的调度器负责分配时间片给不同的进程
• 它使用调度算法来确定下一个应该运行的进程，并在时间片结束后切换到下一个进程

抢占与出让

• 但实际上,进程执行的过程中,并不会死板的按照时间片执行
• 如果该进程 没有执行完时间片规定的时间 就执行完啦,就可以直接退出啦,cpu就让其他进程运行

强占

• 当 一个进程的优先级 比 正在使用cpu的进程 高, 那么那个优先级低的会被扒拉下来,让高的那个先执行

出让

• 一个进程也可以自己主动让出cpu资源

 

并发和并行 

并发

 多个进程 在 一个CPU 下采用 进程切换 的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进

并行

多个进程 在 多个CPU下 分别，同时进行运行