一、进程调度的时机
硬中断和软中断
中断:程序执行过程中的强制性转移到操作系统内核相应的处理程序,起到切出指令流的作用。
中断处理程序:与进程无关的内核指令流。
进程切换:切换两个进程的内核堆栈。
硬中断:CPU两根引脚,检测电平高低,以确定有无中断请求。
软中断/异常:特殊情况导致的异常导致程序无法继续执行。 故障,退出,陷阱
进程调度时机
schedule函数:进程主动调用、松散调用
上下文
CPU状态:
运行于用户状态:执行用户进程上下文
运行于内核状态:内核线程上下文或者中断上下文
内核进程以进程上下文的形式运行在内核空间,可以调用内核代码。
进程调用时机
用户进程通过特定的系统调用主动主动调用CPU
中断处理程序在内核返回用户态时进行调度
内核线程主动调用schedule函数让出CPU
中断处理程序主动调用schedule函数让出CPU
linux系统在用户态实现的线程库pthread是通过在内核中多个进程共享一个地址空间实现的。
调度策略与算法
进程的分类
分类1
I/O消耗进程:CPU负载小,大量时间等待读写数据。
CPU消耗型进程:CPU占用率为100%
分类2
交互式进程:大量人机交互,进程不断睡眠,要求系统响应时间快。(完全公平)
批处理进程:占用大量系统资源(完全公平)
实时进程(linux采用FIFO或者时间片轮转调度策略)
调度策略
linux中优先级0-139,实时进程处于0-99,普通进程在100-139。
实时进程:SCHED_FIFO SCHED_RR 优先级静态设定
普通进程:SCHED_NORMAL 按照优先级占不同比例来占用时间,CPU时间占比会根据系统负载的变化而变化。
CFS调度算法
基于权重的动态优先级调度算法
其核心思想
1、调度周期:进程越多,调度周期越长
2、理论运行时间:进程获取CPU后最长可占用时间为理论运行时间
3、虚拟运行时间:每次从运行队列中拥有最小虚拟运行时间的进程来执行
进程上下文
进程执行环境的切换
恢复进程执行前必须装入寄存器的一组数据,称为硬件上下文
进程切换:
切换全局目录
切换内核态堆栈和硬件上下文