【linux温故】linux调度机制

假如你是设计者，你会设计怎样的调度机制呢？

时间片

最简单的，小学生都能想出来的一种，每个 ready task，按照一个固定的时间片轮流执行。
大家不要抢，挨个儿排队执行。执行完时间片，就排在后面。

这个方案的问题很明显，就是实时性不佳。

就是一些高优先级的任务得不到及时处理。

很显然，得加入 优先级。

时间片轮转的可抢占优先级

加入优先级。

分为可抢占、不可抢占：

• 不可抢占，就是当前的任务必须运行结束，才能调度下一个最高优先级的执行。显然，实时性有问题。
• 可抢占，一旦有新的高优先级任务出现，就可以抢占当前任务，实时性比较好。

到目前位置，都没啥新奇的。

下面就开始放大招了。（2.4内核）

实时进程、普通进程

2.4 内核，采用一个 叫 goodness 的函数，来评估每个进程可运行的 “权重” wight 大小，选取权重最大的执行即可。

这里 linux 又将进程分为两类，实时进程、普通进程。
实时进程优先级理应很高，所以他的优先级直接 权重 +1000 的base, 然后加上实时进程内部的优先级。
普通进程的权重数量级为 几十 而已，但是它的权重计算比较复杂，涉及到动态优先级和静态优先级。

动态优先级、静态优先级

所谓的动态优先级，就是 当前进程 时间片还剩多少个单位（counter）,很好理解，就是还没开始运行的任务，优先级肯定比 已经运行了一段时间的任务优先级高。毕竟出于公平的原则，大家都得得到运行的时间才对。

这个counter 值，没消耗完一个时间片，就会被 减1.

所谓的静态优先级，就是一个 叫 nice 的整数，表示一个程序的谦让程度（-20 ~ 19），这玩意比较微妙，数值越大，表示约“谦让”，也就是优先级越低，这个是 nice 值，是创建任务的时候就定下来的，所以叫 “静态”优先级。

goodness

基于上面的综合因素考量，2.4内核的 goodness 函数如下，计算出来的 weight，是评判调度顺序的唯一标准：

伪代码逻辑很清晰：
就是先判断进程的类型，如果是 实时的，优先级非常非常高。直接 weight 1000 开外了，然后再加上实时进程各自的优先级。

接下来才是 普通的进程，先看动态优先级，如果 count 值为0 ，也就是时间片用完了，那也直接退出，优先级设置为最低的 -1.
否则呢，先做个微调：
if (p->mm == this_mm || !p->mm)
这句话的意思是说：p->mm 如果为NULL，说明该进程无需用户空间（比如内核线程），则无需切换到用户空间，如果 p->mm == this_mm，说明该进程的用户空间就是当前进程的用户空间。该进程完全有可能得到运行。对于上述两种情况，需要适当给一些奖励，因为他们的进程切换开销比较小。比较适合得到调度。

最后，我们通过：
weight += 20 - p->nice，加入静态优先级 nice，越 “谦让”，这个 weight 就越小。

至此，我们就能根据 goodness 计算出每个 进程的 weight 值，从大到小运行即可。

2.6内核的优化

上面 2.4内核 的调度策略有个最大的问题，就是只有一个 就绪队列。对于时间片已经为 0 的，依然存在于就绪队列中，显然这是不合理的（时间片耗尽的，就应该滚出去先），如果这个队列很长，光遍历一遍就会耗费很多时间，对于一些硬实时场景，不太适合。

于是 2.6 内核采用了一种优化，设计了两个队列，一个 active 队列，一个 expired 队列：

看上面的解释，很容易理解了。

这样就解决了单就绪队列导致的遍历时间过长的问题。

后来

等 2.6.23 之后，就采用了 CFS 调度器去调度普通进程了，实时进程还是用之前的办法。

待续。。。