Linux內核采用完全公平調度器(CFS)作為其核心進程調度算法,旨在公平分配CPU資源。CFS的核心機制如下:
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虛擬運行時間(vruntime): 每個進程維護一個vruntime值,記錄其已消耗的CPU時間。vruntime的增長速率與進程的nice值(優先級)相關:nice值越低(優先級越高),vruntime增長越慢。這保證了長期來看,所有進程都能獲得與其權重比例相符的CPU時間。
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紅黑樹數據結構: CFS使用紅黑樹管理就緒隊列,該樹根據vruntime值排序。vruntime值最小的進程位于樹根,優先被調度執行。
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搶占式調度: CFS采用搶占式調度,允許高優先級進程搶占正在運行的低優先級進程。這通過時鐘中斷和優先級機制實現。
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時間片和動態優先級: 每個進程擁有一個時間片,用完后會被重新加入就緒隊列。進程優先級會根據其行為動態調整,影響調度順序。
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進程組支持(cgroup): CFS支持通過控制組(cgroup)對進程組進行CPU資源分配和管理,實現對資源的精細控制。
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實時調度策略: CFS兼容實時調度策略,如SCHED_FIFO和SCHED_RR,滿足對時間敏感應用的需求。
總而言之,CFS通過上述機制實現了公平、高效的CPU資源分配,提升了系統的響應性和整體性能。