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汽车网站建设多少钱,网站上传图片不成功,wordpress留言版添加,深圳航空公司是国企吗第一部分#xff1a;进程优先级 (Process Priority#xff09;系统中的进程成百上千#xff0c;但 CPU#xff08;核#xff09;可能只有几个。谁先用 CPU#xff1f;这就涉及到竞争性。为了合理分配资源#xff0c;必须要有优先级 。1. PRI 与 NI#xff1a;一对“相爱…第一部分进程优先级 (Process Priority系统中的进程成百上千但 CPU核可能只有几个。谁先用 CPU这就涉及到竞争性。为了合理分配资源必须要有优先级 。1. PRI 与 NI一对“相爱相杀”的数值在 Linux 中衡量进程优先级的指标主要有两个PRI(Priority) 和NI(Nice)。PRI (Priority)含义这是进程真正的优先级。值越小优先级越高越早被执行。现状用户通常无法直接硬性修改这个值它由内核动态调整。NI (Nice)含义这个名字很有趣意为“这个进程有多‘友善’”。作用它是优先级的修正数据。取值范围-20到19共 40 个级别 。负值如 -20表示“我不友善”我要抢 CPU -优先级变高。正值如 19表示“我很谦让”CPU 给别人先用 -优先级变低。2. 计算公式内核计算最终优先级的公式非常简单结论调整进程优先级在 Linux 下本质上就是调整nice 值。nice为负值PRI变小优先级变高。nice为正值PRI变大优先级变低。查看命令输入 ps -l 可以看到UID谁启动的。PRI最终优先级。NInice 值。第二部分进程切换 (Context Switch)既然进程有优先级高优先级的来了正在跑的低优先级进程就得让路。或者时间片到了大家轮流坐庄。问题是进程 A 被切下去时它跑到哪一行代码、寄存器里存的临时结果怎么办这就涉及到了上下文 (Context)。1. 什么是“上下文”CPU 内有一堆寄存器eax,ebx,eip程序计数器,esp栈指针等。硬件层面CPU 里的寄存器只有一套物理硬件。软件层面每个进程都认为自己独占这些寄存器。进程的上下文就是进程执行时CPU 寄存器中所有的临时数据8。2. 切换过程当 OS 决定把进程 A 换下把进程 B 换上时会发生以下动作保存 (Save)把 CPU 寄存器里属于进程 A 的数据统统打包保存到进程 A 的PCB (task_struct)中具体是保存在内核栈或 TSS 结构里。恢复 (Restore)从进程 B 的 PCB 中把它上次没跑完的寄存器数据读出来填回 CPU 的寄存器里 。执行CPU 指针 (eip) 指向了进程 B 上次停下的地方继续运行。课件中的比喻就像你读书记笔记。你要去吃饭被切走必须把书签夹好保存上下文。等你回来被调度回来翻到书签页恢复上下文继续往下读而不是从头读 11。第三部分Linux 内核的 O(1) 调度算法问题如果有 1000 个进程OS 怎么快速找到优先级最高的那个去运行如果遍历链表时间复杂度是 O(N)进程越多越慢。Linux 2.6 引入了 O(1) 调度算法不管有多少进程查找时间都是固定的常数1. 核心数据结构runqueue(运行队列)每个 CPU 都有一个运行队列。在这个队列里有两个关键的指针数组结构活动队列 (Active)和过期队列 (Expired)。结构如下prio_arrayqueue[140]这是一个数组包含了 140 个链表。优先级映射第 0-99 号下标对应实时进程我们暂不关心100-139 号下标对应普通进程的优先级。哈希桶原理优先级为 100 的进程全挂在queue[100]的链表上优先级 101 的挂在queue[101]上。bitmap[5]位图。用来标记哪个优先级的链表不为空。查找非空队列时不需要遍历数组直接查位图效率极高 。2. 运作机制调度谁调度器直接去 活动队列 (Active) 里找优先级最高的下标最小的非空链表拿出第一个进程去跑。因为有位图这个过程是 O(1) 的 。时间片用完了怎么办当一个进程时间片耗尽它会被从 Active 队列 拿下来重新计算优先级然后扔到 Expired 队列 里去 。乾坤大挪移 (关键!)随着时间推移Active 队列里的进程越来越少都跑完去 Expired 了Expired 队列里的进程越来越多。当 Active 队列空了怎么办OS 只需要交换两个指针active和expired指针互换原来的 Expired 瞬间变成了 Active里面装满了分配好新时间片的进程。原来的 Active 变成了空荡荡的 Expired准备接收下一波跑累的进程。总结优先级 (PRI/NI)决定了进程在queue[140]数组中的位置。上下文切换保证了进程可以暂停和恢复。O(1) 调度器利用双队列 (Active/Expired)和指针交换保证了在海量进程下系统依然极其流畅。