Linux 进程调度：幕后揭秘

Linux 进程状态

Linux 中的进程可以处于多种状态，包括：

• 运行 (Running)： 进程正在执行。
• 就绪 (Ready)： 进程已准备好运行，但由于没有可用的处理器，因此被挂起。
• 阻塞 (Blocked)： 进程正在等待某个事件发生，例如 I/O 操作完成。
• 终止 (Terminated)： 进程已完成执行。

调度算法

调度算法决定了哪些进程应该被调度运行。Linux 使用多种调度算法，包括：

• 先进先出 (FIFO)： 进程按照它们到达就绪队列的顺序被调度。
• 轮转调度 (RR)： 进程按照轮流的方式被调度，每个进程运行一定的时间片，然后被移到就绪队列的末尾。
• 最短作业优先 (SJF)： 进程按照它们所需的运行时间被调度，最短的进程优先被调度。
• 多级反馈队列 (MLFQ)： 进程被分为多个优先级队列，优先级高的队列被分配更多的处理器时间。
• 实时调度 (RT)： 实时进程被分配最高优先级，以确保它们能够在指定的时间内完成执行。

调度决策

内核调度器负责做出调度决策，即决定哪个进程应该被调度运行。调度决策基于以下因素：

• 优先级： 进程的优先级决定了它在就绪队列中的位置，优先级高的进程更有可能被调度。
• 时间片： 每个进程都有一个时间片，当进程运行时间达到时间片时，它会被移到就绪队列的末尾，以便其他进程有机会运行。
• 阻塞状态： 如果进程被阻塞，它将被移出就绪队列，直到它不再被阻塞。

内核调度器

内核调度器是一个系统软件，负责管理和调度进程。内核调度器通常由以下组件组成：

• 调度器： 调度器负责做出调度决策，即决定哪个进程应该被调度运行。
• 就绪队列： 就绪队列保存着所有就绪的进程。
• 时间片： 时间片是一个时间段，当进程运行时间达到时间片时，它会被移到就绪队列的末尾，以便其他进程有机会运行。
• 优先级： 进程的优先级决定了它在就绪队列中的位置，优先级高的进程更有可能被调度。
• 阻塞状态： 如果进程被阻塞，它将被移出就绪队列，直到它不再被阻塞。

抢占式调度与非抢占式调度

抢占式调度和非抢占式调度是两种不同的调度方式。

• 抢占式调度： 抢占式调度允许高优先级的进程抢占正在运行的低优先级进程。
• 非抢占式调度： 非抢占式调度不允许高优先级的进程抢占正在运行的低优先级进程。

总结

Linux 进程调度是一个复杂的系统，涉及到许多概念和算法。本文对 Linux 进程调度的各个方面进行了深入探讨，包括进程状态、调度算法、调度决策、内核调度器、时间片、优先级、抢占式调度和非抢占式调度等。通过对这些概念的了解，您将对 Linux 进程调度的工作原理有一个全面的认识。