linux线程调度

1. 为什么说linux 内核调度的是线程，而不是进程呢 难道内核中进程是不切换，只切换线程

貌似不对哦，在LINUX系统之中，被调度的应该是进程。因为只有进程才拥有一个独立的上下文环境，是分配系统资源的最小单位……而线程在SMP体系中加速了执行的效率……
在LINUX之中，线程也可称作轻量级进程，它能享有自己的堆栈，线程ID等独立资源，但大多还是要依赖其创建进程，比如地址空间，信号，文件句柄……

2. linux进程、线程及调度算法（二）

执行一个 ，但是只要任何修改，都造成分裂如，修改了chroot,写memory，mmap，sigaction 等。

p1 是一个 task_struct, p2 也是一个 task_struct. linux内核的调度器只认得task_struck （不管你是进程还是线程）, 对其进行调度。
p2 的task_struck 被创建出来后，也有一份自己的资源。但是这些资源会短暂的与p1 相同。
进程是区分资源的单位，你的资源是我的资源，那从概念上将就不叫进程。

其他资源都好分配，唯一比较难的是内存资源的重新分配。

非常简单的程序，但是可以充分说明 COW。
结果：10 -> 20 -> 10

COW 是严重依赖于CPU中的MMU。CPU如果没有 MMU,fork 是不能工作的。
在没有mmu的CPU中，不可能执行COW 的，所以只有vfork
vfork与fork相比的不同

P2没有自己的 task_struct, 也就是说P1 的内存资源 就是 P2的内存资源。

结果 10,20,20

vfork：

vfork 执行上述流程，P2也只是指向了P1的mm，那么将这个vfork 放大，其余的也全部clone，共同指向P1，那么就是线程的属性了。
phtread_create -> Clone()

P1 P2 在内核中都是 task_struct. 都可以被调度。共享资源可调度，即线程。 这就是线程为什么也叫做轻量级进程
不需要太纠结线程和进程的区别。

4651 ： TGID
4652, 4653 tid 内核中 task_struct 真正的pid

linux 总是白发人 送 黑发人。如果父进程在子进程推出前挂掉了。那么子进程应该怎么办？

p3 -> init， p5 -> subreaper

每一个孤儿都会找最近的火葬场
可以设置进程的属性，将其变为subreaper，会像1号进程那样收养孤儿进程。

linux的进程睡眠依靠等待队列，这样的机制类似与涉及模式中的订阅与发布。
睡眠，分两种

每一个进程都是创建出来的，那么第一个进程是谁创建的呢？
init 进程是被linux的 0 进程 创建出来的。开机创建。

父进程就是 0 号进程，但在pstree，是看不到0进程的。因为0进程创建子进程后，就退化成了idle进程。
idle进程是 linux内核里，特殊调度类。 所有进程都睡眠停止 ，则调度idle进程，进入到 wait for interrupte 等中断。此时 cpu及其省电，除非来一个中断，才能再次被唤醒。
唤醒后的任何进程，从调度的角度上说，都比idle进程地位高。idle是调度级别最最低的进程。
0 进程 一跑，则进入等中断。一旦其他进程被唤醒，就轮不到 0进程了。
所有进程都睡了，0就上来，则cpu需要进入省电模式

3. linux内核线程怎么设置优先级

Linux内核的三种调度策略：
1，SCHED_OTHER
分时调度策略，
2，SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务。一旦占用cpu则一直运行。一直运行直到有更高优先级任务到达或自己放弃
3，SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转。当进程的时间片用完，系统将重新分配时间片，并置于就绪队列尾。放在队列尾保证了所有具有相同优先级的RR任务的调度公平
Linux线程优先级设置
首先，可以通过以下两个函数来获得线程可以设置的最高和最低优先级，函数中的策略即上述三种策略的宏定义：
int
sched_get_priority_max(int
policy);
int
sched_get_priority_min(int
policy);
SCHED_OTHER是不支持优先级使用的，而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用，他们分别为1和99，数值越大优先级越高。
设置和获取优先级通过以下两个函数：
int
pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t
*attr,
const
struct
sched_param
*param);
int
pthread_attr_getschedparam(const
pthread_attr_t
*attr,
struct
sched_param
*param);
例如以下代码创建了一个优先级为10的线程：
struct
sched_param
{
int
__sched_priority;
//所要设定的线程优先级
};
例：创建优先级为10的线程
pthread_attr_t
attr;
struct
sched_param
param;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setschedpolicy(&attr,
SCHED_RR);
param.sched_priority
=
10;
pthread_attr_setschedparam(&attr,
¶m);
pthread_create(xxx
,
&attr
,
xxx
,
xxx);
pthread_attr_destroy(&attr);

4. linux线程怎样调整nice值

Linux内核的三种调度方法： 1、SCHED_OTHER 分时调度策略。 2、SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务。 3、SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转。 实时进程将得到优先调用，实时进程根据实时优先级决定调度权值，分时进程则通过nice和counter值决定...

5. Linux如何进行进程调度引入线程机制后，进程管理内容包括哪些

进程调度的算法有很多，简单来说就是每个进程都有一个自己的时间片，时间到了，就会被挂起，然后系统挑选下一个合适的进程来执行。至于谁合适，那就要看算法了，优先级，是不是饥饿，I/O型还是运算型，都要考虑的。
调度算法比较复杂庞大，不是这里说的清楚的。
进程切换的过程大概就是保存当前上下文，也就是各种寄存器的状态，包括指令寄存器。然后把下一个进程的上下文加载上来。
有了线程机制之后，进程管理主要管理线程之间的数据共享，管理进程地址空间，进程的交换空间。因为这些资源是属于进程的，线程之间是共享的。
​现代操作系统调度基本是围绕线程进行的，进程更多的是起到资源管理分配的作用。

6. linux调度是基于进程还是线程

在LINUX系统之中，被调度的应该是进程。因为只有进程才拥有一个独立的上下文环境，是分配系统资源的最小单位……而线程在SMP体系中加速了执行的效率……
在LINUX之中，线程也可称作轻量级进程，它能享有自己的堆栈，线程ID等独立资源，但大多还是要依赖其创建进程，比如地址空间，信号，文件句柄……

7. 浅析Linux下进程的调度策略与优先级

在 Linux 中，线程是由进程来实现的，可以认为线程就是一个轻量级的进程，因此，线程调度是按照进程调度的方式来进行的。这样设计，线程调度流程可以直接复用进程调度流程，没必要再设计一个进程内的线程调度器了。

在 Linux 中，进程调度器是基于进程的调度策略与调度优先级来决定调度哪个进程运行。

调度策略主要包括：

调度优先级的范围是 0~99，数值越大，表示优先级越高。

其中，SCHED_OTHER、SCHED_IDLE、SCHED_BACH 为非实时调度策略，其调度优先级为 0。而 SCHED_FIFO、SCHED_RR 是实时调度策略，其调度优先级范围为 1~99。

实时调度策略的进程总是比非实时调度策略的进程优先级高。

在 Linux 内部实现中，调度器会为每个可能的调度优先级维护一个可运行的进程列表，以最高优先级列表头部的进程作为下一次调度的进程，所有的调度都是抢占式的，如果一个具有更高调度优先级的进程转换为可运行状态，那么当前运行的进程将被强制进入其等待的队列中。

SCHED_OTHER

该调度策略是默认的 Linux 分时调度策略，该调度策略为非实时的，其调度优先级总是为 0。

对于该调度策略类型的进程，调度器是基于动态优先级来调度的。动态优先级跟属性 nice 有关，nice 的值会随着进程的运行时间而动态改变，以确保所有具有 SCHED_OTHER 策略的进程公平地得到调度。

在 Linux 中，nice 的值范围为-20 ~ +19，默认值为 0。nice 值越大，则优先级越低，因此相对较低 nice 值的进程可以获得更多的处理器时间。

通过命令 ps -el 查看系统中的进程列表，其中 NI 列就是进程对应的 nice 值。

使用 top 命令，看到的 NI 列也是进程的 nice 值。

调整 nice 值，可以通过 shell 命令 nice ，该命令可以按照指定的 nice 值运行 cmd ，命令的帮助信息为：

重新调整已运行进程的 nice 值，可通过 renice 命令实现，命令的帮助信息为：

另外，可以执行 top 命令，输入 r ，根据提示输入进程的 pid ，再输入 nice 数值，也可以调整进程的 nice 值。

SCHED_FIFO

该调度策略为先入先出调度策略，简单概括，就是一旦进程占用了 CPU，则一直运行，直到有更高优先级的任务抢占，或者进程自己放弃占用 CPU。

SCHED_RR

该调度策略为时间片轮转调度策略，该调度策略是基于 SCHED_FIFO 策略的演进，其在每个进程上增加一个时间片限制，当时间片使用完成后，调度器将该进程置于队列的尾端，放在尾端保证了所有具有相同调度优先级的进程的调度公平。

使用 top 命令，如果 PR 列的值为 RT ，则说明该进程采用的是实时调度策略，其调度策略为 SCHED_FIFO 或者 SCHED_RR，而对于非实时调度策略的进程，该列的值为 NI + 20 。

可以通过命令 ps -eo state,uid,pid,ppid,rtprio,time,comm 来查看进程对应的实时优先级，实时优先级位于 RTPRIO 列下，如果进程对应的列显示为 - ，说明该进程不是实时进程。

chrt 命令可以用来很简单地更改进程的调度策略与调度优先级。在 Linux 下查看 chrt 命令的帮助信息：

比如，获取某个进程的调度策略，使用如下命令：

在比如，设置某个进程的调度策略为 SCHED_FIFO，调度优先级为 70，使用如下命令：

8. linux中内核线程与用户线程在调度上有什么区别

用户级实现线程时，内核调度是以进程为单位的，内核并不知道用户级线程的存在，因此某个用户级线程的阻塞即会引起整个进程的阻塞。
内核级线程阻塞时，内核完全可以调度同进程内的其它线程运行，也就是没有阻塞整个线程

9. linux进程、线程及调度算法（三）

调度策略值得是大家都在ready时，并且CPU已经被调度时，决定谁来运行，谁来被调度。

两者之间有一定矛盾。
响应的优化，意味着高优先级会抢占优先级，会花时间在上下文切换，会影响吞吐。
上下文切换的时间是很短的，几微妙就能搞定。上下文切换本身对吞吐并多大影响， 重要的是，切换后引起的cpu 的 cache miss.
每次切换APP, 数据都要重新load一次。
Linux 会尽可能的在响应与吞吐之间寻找平衡。比如在编译linux的时候，会让你选择 kernal features -> Preemption model.
抢占模型会影响linux的调度算法。

所以 ARM 的架构都是big+LITTLE， 一个很猛CPU+ 多个 性能较差的 CPU, 那么可以把I/O型任务的调度 放在 LITTLE CPU上。需要计算的放在big上。

早期2.6 内核将优先级划分了 0-139 bit的优先级。数值越低，优先级越高。0-99优先级 都是 RT（即时响应）的 ，100-139都是非RT的，即normal。
调度的时候 看哪个bitmap 中的 优先级上有任务ready。可能多个任务哦。

在普通优先级线程调度中，高优先级并不代表对低优先级的绝对优势。会在不同优先级进行轮转。
100 就是比101高，101也会比102高，但100 不会堵着101。
众屌丝进程在轮转时，优先级高的：

初始设置nice值为0，linux 会探测 你是喜欢睡眠，还是干活。越喜欢睡，linux 越奖励你，优先级上升（nice值减少）。越喜欢干活，优先级下降（nice值增加）。所以一个进程在linux中，干着干着 优先级越低，睡着睡着 优先级越高。

后期linux补丁中

红黑树，数据结构， 左边节点小于右边节点
同时兼顾了 CPU/IO 和 nice。
数值代表着 进程运行到目前为止的virtual runtime 时间。

（pyhsical runtime） / weight * 1024(系数)。
优先调度 节点值（vruntime）最小的线程。权重weight 其实有nice 来控制。

一个线程一旦被调度到，则物理运行时间增加，vruntime增加，往左边走。
weight的增加，也导致vruntime减小，往右边走。
总之 CFS让线程 从左滚到右，从右滚到左。即照顾了I/O(喜欢睡，分子小) 也 照顾了 nice值低（分母高）.所以 由喜欢睡，nice值又低的线程，最容易被调度到。
自动调整，无需向nice一样做出奖励惩罚动作，个人理解权重其实相当于nice

但是 此时 来一个 0-99的线程，进行RT调度，都可以瞬间秒杀你！因为人家不是普通的，是RT的!

一个多线程的进程中，每个线程的调度的策略 如 fifo rr normal, 都可以不同。每一个的优先级都可以不一样。
实验举例, 创建2个线程，同时开2个：

运行2次，创建两个进程
sudo renice -n -5(nice -5级别) -g(global)， 会明显看到 一个进程的CPU占用率是另一个的 3倍。

为什么cpu都已经达到200%，为什么系统不觉得卡呢？因为，我们的线程在未设置优先级时，是normal调度模式，且是 CPU消耗型 调度级别其实不高。

利用chrt工具，可以将进程 调整为 50 从normal的调度策略 升为RT （fifo）级别的调度策略，会出现：

chrt , nice renice 的调度策略 都是以线程为单位的，以上 设置的将进程下的所有线程进行设置nice值
线程是调度单位，进程不是，进程是资源封装单位！

两个同样死循环的normal优先级线程，其中一个nice值降低，该线程的CPU 利用率就会比另一个CPU的利用率高。

10. Linux 进程、线程和CPU的关系，cpu亲和性

1、物理CPU数：机器主板上实际插入的cpu数量，比如说你的主板上安装了一块8核CPU，那么物理CPU个数就是1个，所以物理CPU个数就是主板上安装的CPU个数。

2、物理CPU核数：单个物理CPU上面有多个核，物理CPU核数=物理CPU数✖️单个物理CPU的核
3、逻辑CPU核数：一般情况，我们认为一颗CPU可以有多个核，加上intel的超线程技术(HT), 可以在逻辑上再分一倍数量的CPU core出来。逻辑CPU核数=物理CPU数✖️单个物理CPU的核*2
4、超线程技术(Hyper-Threading)：就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑CPU模拟成两个物理CPU，实现多核多线程。我们常听到的双核四线程/四核八线程指的就是支持超线程技术的CPU。

1、并行：两件（多件）事情在同一时刻一起发生。
2、并发：两件（多件）事情在同一时刻只能有一个发生，由于CPU快速切换，从而给人的感觉是同时进行。
3、进程和线程
进程是资源分配的最小单位，一个程序有至少一个进程。线程是程序执行的最小单位。一个进程有至少一个线程。
线程之间的通信更方便，同一进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据，而进程之间的通信需要以通信的方式（IPC)进行。多进程程序更健壮，多线程程序只要有一个线程死掉，整个进程也死掉了，而一个进程死掉并不会对另外一个进程造成影响，因为进程有自己独立的地址空间。
4、单核多线程：单核CPU上运行多线程， 同一时刻只有一个线程在跑，系统进行线程切换，系统给每个线程分配时间片来执行，看起来就像是同时在跑， 但实际上是每个线程跑一点点就换到其它线程继续跑。
5、多核多线程：每个核上各自运行线程，同一时刻可以有多个线程同时在跑。

1、对于单核：多线程和多进程的多任务是在单cpu交替执行（时间片轮转调度，优先级调度等），属于并发
2、对于多核：同一个时间多个进程运行在不同的CPU核上，或者是同一个时间多个线程能分布在不同的CPU核上（线程数小于内核数），属于并行。
3、上下文切换：上下文切换指的是内核（操作系统的核心）在CPU上对进程或者线程进行切换。上下文切换过程中的信息被保存在进程控制块（PCB-Process Control Block）中。PCB又被称作切换帧（SwitchFrame）。上下文切换的信息会一直被保存在CPU的内存中，直到被再次使用。

CPU 亲和性（affinity）就是进程要在某个给定的 CPU 上尽量长时间地运行而不被迁移到其他处理器的倾向性。这样可以减少上下文切换的次数，提高程序运行性能。可分为：自然亲和性和硬亲和性
1、自然亲和性：就是进程要在指定的 CPU 上尽量长时间地运行而不被迁移到其他处理器，Linux 内核进程调度器天生就具有被称为 软 CPU 亲和性（affinity） 的特性，这意味着进程通常不会在处理器之间频繁迁移。这种状态正是我们希望的，因为进程迁移的频率小就意味着产生的负载小。Linux调度器缺省就支持自然CPU亲和性(natural CPU affinity): 调度器会试图保持进程在相同的CPU上运行。
2、硬亲和性：简单来说就是利用linux内核提供给用户的API，强行将进程或者线程绑定到某一个指定的cpu核运行。Linux硬亲和性指定API：taskset .

taskset [options] mask command [arg]...
taskset [options] -p [mask] pid

taskset 命令用于设置或者获取一直指定的 PID 对于 CPU 核的运行依赖关系。也可以用 taskset 启动一个命令，直接设置它的 CPU 核的运行依赖关系。

CPU 核依赖关系是指，命令会被在指定的 CPU 核中运行，而不会再其他 CPU 核中运行的一种调度关系。需要说明的是，在正常情况下，为了系统性能的原因，调度器会尽可能的在一个 CPU 核中维持一个进程的执行。强制指定特殊的 CPU 核依赖关系对于特殊的应用是有意义的
CPU 核的定义采用位定义的方式进行，最低位代表 CPU0，然后依次排序。这种位定义可以超过系统实际的 CPU 总数，并不会存在问题。通过命令获得的这种 CPU 位标记，只会包含系统实际 CPU 的数目。如果设定的位标记少于系统 CPU 的实际数目，那么命令会产生一个错误。当然这种给定的和获取的位标记采用 16 进制标识。
0x00000001
代表 #0 CPU
0x00000003
代表 #0 和 #1 CPU
0xFFFFFFFF
代表 #0 到 #31 CPU

-p, --pid
对一个现有的进程进行操作，而不是启动一个新的进程
-c, --cpu-list
使用 CPU 编号替代位标记，这可以是一个列表，列表中可以使用逗号分隔，或者使用 "-" 进行范围标记，例如：0,5,7,9
-h, --help
打印帮助信息
-V, --version
打印版本信息

如果需要设定，那么需要拥有 CAP_SYS_NICE 的权限；如果要获取设定信息，没有任何权限要求。

taskset 命令属于 util-linux-ng 包，可以使用 yum 直接安装。