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作為操作系統(tǒng)中最小的執(zhí)行單元，線程和進(jìn)程的優(yōu)先級決定了它們在CPU上被調(diào)度執(zhí)行的順序
本文旨在深入探討Linux內(nèi)核中的優(yōu)先級機制，包括其定義、分類、調(diào)整方法及其對系統(tǒng)性能的影響
一、線程優(yōu)先級的基本概念 線程是操作系統(tǒng)中最小的執(zhí)行單元，它代表了一條獨立的執(zhí)行路徑
在Linux內(nèi)核中，線程的優(yōu)先級決定了線程在CPU上被調(diào)度執(zhí)行的順序
優(yōu)先級高的線程在競爭CPU資源時更有可能被調(diào)度執(zhí)行，而優(yōu)先級低的線程則可能面臨較長的等待時間
在Linux內(nèi)核中，線程的優(yōu)先級取值范圍通常是0到139，其中0代表最高優(yōu)先級，139代表最低優(yōu)先級
線程的優(yōu)先級是通過nice值和實時優(yōu)先級兩種方式進(jìn)行調(diào)度的
1.nice值：nice值是一個范圍在-20到19之間的整數(shù)，表示線程相對于其他線程的優(yōu)先級
nice值越小，優(yōu)先級越高；nice值越大，優(yōu)先級越低
默認(rèn)情況下，普通進(jìn)程的nice值為0
通過調(diào)整nice值，可以相對地改變線程的優(yōu)先級，從而優(yōu)化系統(tǒng)的性能
2.實時優(yōu)先級：實時優(yōu)先級是一個范圍在0到99的整數(shù)，表示線程的絕對優(yōu)先級
實時優(yōu)先級的優(yōu)先級高于nice值，任何實時的線程優(yōu)先級都高于普通的線程
實時優(yōu)先級用于確保對時間敏感的任務(wù)（如音頻和視頻處理）能夠得到及時的處理
二、進(jìn)程優(yōu)先級的分類與調(diào)度策略 在Linux系統(tǒng)中，進(jìn)程和線程的優(yōu)先級管理密切相關(guān)
進(jìn)程優(yōu)先級用于確定在資源競爭的情況下，哪個進(jìn)程將被操作系統(tǒng)調(diào)度為下一個運行的進(jìn)程
進(jìn)程優(yōu)先級允許操作系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程的相對重要性和需求來分配有限的系統(tǒng)資源
Linux內(nèi)核提供了多種調(diào)度策略，以滿足不同類型任務(wù)的需求
其中，最常見的調(diào)度策略包括： 1.SCHED_OTHER：分時調(diào)度策略，適用于普通用戶進(jìn)程
在這種策略下，進(jìn)程的優(yōu)先級是通過nice值來調(diào)整的
2.SCHED_FIFO：實時調(diào)度策略，先到先服務(wù)
一旦占用CPU則一直運行，直到有更高優(yōu)先級任務(wù)到達(dá)或自己放棄
這種策略適用于對時間敏感的任務(wù)，如音頻和視頻處理
3.SCHED_RR（Round Robin）：實時調(diào)度策略，與SCHED_FIFO類似，但提供了時間片輪轉(zhuǎn)機制，以防止某個實時進(jìn)程長時間占用CPU
三、如何調(diào)整和管理優(yōu)先級 在Linux系統(tǒng)中，可以使用多種方法來調(diào)整和管理優(yōu)先級，以滿足不同場景下的需求
1.使用nice命令：nice命令用于在啟動進(jìn)程時設(shè)置其nice值
通過調(diào)整nice值，可以相對地改變進(jìn)程的優(yōu)先級
例如，使用`nice -n 10my_program`命令啟動一個程序，將其nice值設(shè)置為10，從而降低其優(yōu)先級
2.使用top和renice命令：top命令是一個實時監(jiān)控系統(tǒng)資源和進(jìn)程狀態(tài)的工具
在top命令中，可以按下r鍵，然后輸入進(jìn)程的PID和新的nice值，以動態(tài)地調(diào)整進(jìn)程的優(yōu)先級
renice命令也可以用于修改已經(jīng)運行的進(jìn)程的nice值
3.設(shè)置實時優(yōu)先級：對于需要實時響應(yīng)的任務(wù)，可以使用`chrt`命令來設(shè)置其實時優(yōu)先級
例如，使用`chrt -f 90 my_real_time_program`命令將某個實時進(jìn)程的優(yōu)先級設(shè)置為90
4.配置CFS調(diào)度器：CFS（Completely Fair Scheduler）是Linux內(nèi)核中的默認(rèn)調(diào)度器，它采用了一種基于權(quán)重的調(diào)度算法，以確保所有進(jìn)程都能公平地分享CPU資源
通過調(diào)整進(jìn)程的nice值，可以間接地影響CFS調(diào)度器對進(jìn)程的處理
四、優(yōu)先級調(diào)整對系統(tǒng)性能的影響
