linux調度配置

1. linux中設置任務調度兩種方法：/etc/crontab文件和crontab -e命令，兩種方式有什功能上的區別

修改/etc/crontab這種方法只有root用戶能用，這種方法更加方便與直接直接給其他用戶設置計劃任務，而且還可以指定執行shell等等，推薦這種方法。
用
crontab -e這種所有用戶都可以使用，普通用戶也只能為自己設置計劃任務。

2. Linux下定時任務（系統任務調度、用戶任務調度）crontab使用詳解

crond是Linux下用來周期性的執行某種任務或等待處理某些事件的一個守護進程，與windows下的計劃任務類似，在CentOS Linux release 7.2.1511中默認是開機啟動的，大家可以使用命令：systemctl status crond進行查看。 crond進程定期(每分鍾)檢查是否有要執行的任務，如果有要執行的任務，則自動執行該任務。用戶在cron表
（也被稱為crontab文件）指定了定時任務，crontab也就是我們常見的定時任務設置命令。Linux下的任務調度分為兩類，系統任務調度和用戶任務調度。

系統任務調度 ：系統周期性所要執行的工作，比如寫緩存數據到硬碟、日誌清理等。/etc/crontab文件就是系統任務調度的配置文件。

用戶任務調度 ：用戶定期要執行的工作，比如用戶數據備份、定時郵件提醒等。用戶可以使用 crontab 工具來定製自己的計劃任務。所有用戶定義的crontab文件都被保存在/var/spool/cron目錄中。其文件名與用戶名一致，使用者許可權文件如下：

通過以上幫助信息，我們可以知道crond是執行任務計劃的一個守護進程。在使用crontab之前我們可以根據幫助信息來設置相關選項，一般情況下我們都使用默認值。

1.建立演示賬號crontab。

2.星號（*）使用舉例。

以上例子中完整演示了crontab從建立到執行的過程。「5 0 * * * echo "GeekDevOps"」表示在每天00:05執行命令：echo "GeekDevOps"。後面的星號表示只要前面條件滿足都執行。例子中的-u選項指定了用戶：crontab，-l選項列舉了相關用戶的用戶任務調度，不指定用戶則默認為root。執行結果默認寫入到用戶mail目錄下的相關文件中。

3.逗號（,）的使用舉例。

現在我們已經把用戶切換到crontab下，因此無需額外指定-u選項相關內容。「3 2,6,8 * * *」表示每天的02:03:00、06:03:00、08:03:00分別執行一次命令：ls /usr/local。

4.減號（-）的使用舉例。

例子中的「0 2-6 * * 6 df -h /」表示用戶crontab在每周六的02:00、03:00、04:00、05:00、06:00執行命令：df -h / 。

5.斜杠（/）的使用舉例。

例子中表示每隔2分鍾執行一次命令：echo "GeekDevOps">>/root/GeekDevOps.txt。

6.crontab的使用非常簡單，很容易理解，只要在取值范圍內設置執行的值基本是沒有問題的。現在我們要刪除已經設置的這些定時任務。

例子中，選項-r表示刪除所有定時任務。選項-i表示在刪除前進行再次確定，輸入y或者Y才能真正刪除。

7.備份我們設置的用戶任務調度配置文件。

8.系統任務調度的使用舉例。

系統任務調度與用戶任務調度不一樣，需要直接在/etc/crontab裡面配置，如果需要指定用戶，還需要在執行命令前指定用戶名。通過crontab -l 命令是查看不到系統任務調度任務的。

3. linux內核怎麼調度系統

1.調度器的概述

多任務操作系統分為非搶占式多任務和搶占式多任務。與大多數現代操作系統一樣，Linux採用的是搶占式多任務模式。這表示對CPU的佔用時間由操作系統決定的，具體為操作系統中的調度器。調度器決定了什麼時候停止一個進程以便讓其他進程有機會運行，同時挑選出一個其他的進程開始運行。

2.調度策略

在Linux上調度策略決定了調度器是如何選擇一個新進程的時間。調度策略與進程的類型有關，內核現有的調度策略如下：

#define SCHED_NORMAL 0#define SCHED_FIFO 1#define SCHED_RR 2#define SCHED_BATCH 3/* SCHED_ISO: reserved but not implemented yet */#define SCHED_IDLE 5

0: 默認的調度策略，針對的是普通進程。
1：針對實時進程的先進先出調度。適合對時間性要求比較高但每次運行時間比較短的進程。
2：針對的是實時進程的時間片輪轉調度。適合每次運行時間比較長得進程。
3：針對批處理進程的調度，適合那些非交互性且對cpu使用密集的進程。
SCHED_ISO：是內核的一個預留欄位，目前還沒有使用
5：適用於優先順序較低的後台進程。
註：每個進程的調度策略保存在進程描述符task_struct中的policy欄位

3.調度器中的機制

內核引入調度類（struct sched_class）說明了調度器應該具有哪些功能。內核中每種調度策略都有該調度類的一個實例。（比如：基於公平調度類為：fair_sched_class，基於實時進程的調度類實例為：rt_sched_class），該實例也是針對每種調度策略的具體實現。調度類封裝了不同調度策略的具體實現，屏蔽了各種調度策略的細節實現。
調度器核心函數schele()只需要調用調度類中的介面，完成進程的調度，完全不需要考慮調度策略的具體實現。調度類連接了調度函數和具體的調度策略。

• 武特師兄關於sche_class和sche_entity的解釋，一語中的。

• 調度類就是代表的各種調度策略，調度實體就是調度單位，這個實體通常是一個進程，但是自從引入了cgroup後，這個調度實體可能就不是一個進程了，而是一個組

4.schele()函數

linux 支持兩種類型的進程調度，實時進程和普通進程。實時進程採用SCHED_FIFO 和SCHED_RR調度策略，普通進程採用SCHED_NORMAL策略。
preempt_disable()：禁止內核搶占
cpu_rq（）：獲取當前cpu對應的就緒隊列。
prev = rq->curr;獲取當前進程的描述符prev
switch_count = &prev->nivcsw;獲取當前進程的切換次數。
update_rq_clock() ：更新就緒隊列上的時鍾
clear_tsk_need_resched()清楚當前進程prev的重新調度標志。
deactive_task():將當前進程從就緒隊列中刪除。
put_prev_task() :將當前進程重新放入就緒隊列
pick_next_task():在就緒隊列中挑選下一個將被執行的進程。
context_switch():進行prev和next兩個進程的切換。具體的切換代碼與體系架構有關，在switch_to()中通過一段匯編代碼實現。
post_schele():進行進程切換後的後期處理工作。

5.pick_next_task函數

選擇下一個將要被執行的進程無疑是一個很重要的過程，我們來看一下內核中代碼的實現
對以下這段代碼說明：
1.當rq中的運行隊列的個數(nr_running)和cfs中的nr_runing相等的時候，表示現在所有的都是普通進程，這時候就會調用cfs演算法中的pick_next_task(其實是pick_next_task_fair函數)，當不相等的時候，則調用sched_class_highest(這是一個宏，指向的是實時進程)，這下面的這個for(;;)循環中，首先是會在實時進程中選取要調度的程序（p = class->pick_next_task(rq);）。如果沒有選取到，會執行class=class->next;在class這個鏈表中有三種類型（fair,idle,rt）.也就是說會調用到下一個調度類。

• static inline struct task_struct *pick_next_task(struct rq *rq){ const struct sched_class *class; struct task_struct *p; /*


• * Optimization: we know that if all tasks are in


• * the fair class we can call that function directly:


• *///基於公平調度的普通進程


• if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {


• p = fair_sched_class.pick_next_task(rq); if (likely(p)) return p;


• }//基於實時調度的實時進程


• class = sched_class_highest; for ( ; ; ) {


• p = class->pick_next_task(rq); //實時進程的類


• if (p) return p; /*


• * Will never be NULL as the idle class always


• * returns a non-NULL p:


• */


• class = class->next; //rt->next = fair; fair->next = idle


• }


• }



在這段代碼中體現了Linux所支持的兩種類型的進程，實時進程和普通進程。回顧下：實時進程可以採用SCHED_FIFO 和SCHED_RR調度策略，普通進程採用SCHED_NORMAL調度策略。
在這里首先說明一個結構體struct rq,這個結構體是調度器管理可運行狀態進程的最主要的數據結構。每個cpu上都有一個可運行的就緒隊列。剛才在pick_next_task函數中看到了在選擇下一個將要被執行的進程時實際上用的是struct rq上的普通進程的調度或者實時進程的調度，那麼具體是如何調度的呢？在實時調度中，為了實現O(1)的調度演算法，內核為每個優先順序維護一個運行隊列和一個DECLARE_BITMAP,內核根據DECLARE_BITMAP的bit數值找出非空的最高級優先隊列的編號，從而可以從非空的最高級優先隊列中取出進程進行運行。
我們來看下內核的實現

• struct rt_prio_array {


• DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */


• struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];


• };



數組queue[i]裡面存放的是優先順序為i的進程隊列的鏈表頭。在結構體rt_prio_array 中有一個重要的數據構DECLARE_BITMAP，它在內核中的第一如下：

• define DECLARE_BITMAP(name,bits)


• unsigned long name[BITS_TO_LONGS(bits)]



5.1對於實時進程的O(1)演算法

這個數據是用來作為進程隊列queue[MAX_PRIO]的索引點陣圖。bitmap中的每一位與queue[i]對應，當queue[i]的進程隊列不為空時，Bitmap的相應位就為1，否則為0，這樣就只需要通過匯編指令從進程優先順序由高到低的方向找到第一個為1的位置，則這個位置就是就緒隊列中最高的優先順序（函數sched_find_first_bit()就是用來實現該目的的）。那麼queue[index]->next就是要找的候選進程。
如果還是不懂，那就來看兩個圖


由結果可以看出當nice的值越小的時候，其睡眠時間越短，則表示其優先順序升高了。

7.關於獲取和設置優先順序的系統調用：sched_getscheler（）和sched_setscheler

• #include <sched.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <errno.h>#define DEATH(mess) { perror(mess); exit(errno); }void printpolicy (int policy){ /* SCHED_NORMAL = SCHED_OTHER in user-space */



• if (policy == SCHED_OTHER) printf ("policy = SCHED_OTHER = %d ", policy); if (policy == SCHED_FIFO) printf ("policy = SCHED_FIFO = %d ", policy); if (policy == SCHED_RR) printf ("policy = SCHED_RR = %d ", policy);


• }int main (int argc, char **argv){ int policy; struct sched_param p; /* obtain current scheling policy for this process */


• //獲取進程調度的策略


• policy = sched_getscheler (0);


• printpolicy (policy); /* reset scheling policy */



• printf (" Trying sched_setscheler... ");


• policy = SCHED_FIFO;


• printpolicy (policy);


• p.sched_priority = 50; //設置優先順序為50


• if (sched_setscheler (0, policy, &p))


• DEATH ("sched_setscheler:"); printf ("p.sched_priority = %d ", p.sched_priority); exit (0);


• }



輸出結果：

• [root@wang schele]# ./get_schele_policy policy = SCHED_OTHER = 0



• Trying sched_setscheler...


• policy = SCHED_FIFO = 1


• p.sched_priority = 50



可以看出進程的優先順序已經被改變。

4. Linux系統的進程調度

Linux進程調度

1．調度方式

Linux系統的調度方式基本上採用「 搶占式優先順序 」方式，當進程在用戶模式下運行時，不管它是否自願，核心在一定條件下（如該進程的時間片用完或等待I/O）可以暫時中止其運行，而調度其他進程運行。一旦進程切換到內核模式下運行時，就不受以上限制，而一直運行下去，僅在重新回到用戶模式之前才會發生進程調度。

Linux系統中的調度基本上繼承了UNIX系統的 以優先順序為基礎 的調度。也就是說，核心為系統中每個進程計算出一個優先順序，該優先順序反映了一個進程獲得CPU使用權的資格，即高優先順序的進程優先得到運行。核心從進程就緒隊列中挑選一個優先順序最高的進程，為其分配一個CPU時間片，令其投入運行。在運行過程中，當前進程的優先順序隨時間遞減，這樣就實現了「負反饋」作用，即經過一段時間之後，原來級別較低的進程就相對「提升」了級別，從而有機會得到運行。當所有進程的優先順序都變為0（最低）時，就重新計算一次所有進程的優先順序。

2．調度策略

Linux系統針對不同類別的進程提供了3種不同的調度策略，即SCHED_FIFO、SCHED_RR及SCHED_OTHER。其中，SCHED_FIFO適合於 短實時進程 ，它們對時間性要求比較強，而每次運行所需的時間比較短。一旦這種進程被調度且開始運行，就一直運行到自願讓出CPU或被優先順序更高的進程搶占其執行權為止。

SCHED_RR對應「時間片輪轉法」，適合於每次運行需要 較長時間的實時進程 。一個運行進程分配一個時間片（200 ms），當時間片用完後，CPU被另外進程搶占，而該進程被送回相同優先順序隊列的末尾，核心動態調整用戶態進程的優先順序。這樣，一個進程從創建到完成任務後終止，需要經歷多次反饋循環。當進程再次被調度運行時，它就從上次斷點處開始繼續執行。

SCHED_OTHER是傳統的UNIX調度策略，適合於互動式的 分時進程 。這類進程的優先順序取決於兩個因素：一個是進程剩餘時間配額，如果進程用完了配給的時間，則相應優先順序降到0；另一個是進程的優先數nice，這是從UNIX系統沿襲下來的方法，優先數越小，其優先順序越高。nice的取值范圍是-20 19。用戶可以利用nice命令設定進程的nice值。但一般用戶只能設定正值，從而主動降低其優先順序；只有特權用戶才能把nice的值設置為負數。進程的優先順序就是以上二者之和。

後台命令對應後台進程（又稱後台作業）。後台進程的優先順序低於任何交互（前台）進程的優先順序。所以，只有當系統中當前不存在可運行的交互進程時，才調度後台進程運行。後台進程往往按批處理方式調度運行。

3．調度時機

核心進行進程調度的時機有以下5種情況：

（1）當前進程調用系統調用nanosleep( )或者pause( )，使自己進入睡眠狀態，主動讓出一段時間的CPU的使用權。

（2）進程終止，永久地放棄對CPU的使用。

（3）在時鍾中斷處理程序執行過程中，發現當前進程連續運行的時間過長。

（4）當喚醒一個睡眠進程時，發現被喚醒的進程比當前進程更有資格運行。

（5）一個進程通過執行系統調用來改變調度策略或者降低自身的優先順序（如nice命令），從而引起立即調度。

4．調度演算法

進程調度的演算法應該比較簡單，以便減少頻繁調度時的系統開銷。Linux執行進程調度時，首先查找所有在就緒隊列中的進程，從中選出優先順序最高且在內存的一個進程。如果隊列中有實時進程，那麼實時進程將優先運行。如果最需要運行的進程不是當前進程，那麼當前進程就被掛起，並且保存它的現場—— 所涉及的一切機器狀態，包括程序計數器和CPU寄存器等，然後為選中的進程恢復運行現場。

（二）Linux常用調度命令

· nohup命令

nohup命令的功能是以忽略掛起和退出的方式執行指定的命令。其命令格式是：

nohupcommand［arguments］

其中，command是所要執行的命令，arguments是指定命令的參數。

nohup命令告訴系統，command所代表的命令在執行過程中不受任何結束運行的信號（hangup和quit）的影響。例如，

$ nohup find / -name exam.txt -print>f1 &

find命令在後台運行。在用戶注銷後，它會繼續運行：從根目錄開始，查找名字是exam.txt的文件，結果被定向到文件f1中。

如果用戶沒有對輸出進行重定向，則輸出被附加到當前目錄的nohup.out文件中。如果用戶在當前目錄中不具備寫許可權，則輸出被定向到$HOME/nohup.out 中。

· at命令

at命令允許指定命令執行的時間。at命令的常用形式是：

attimecommand

其中，time是指定命令command在將來執行時的時間和日期。時間的指定方法有多種，用戶可以使用絕對時間，也可以用相對時間。該指定命令將以作業形式在後台運行。例如：

$ at 15:00 Oct 20

回車後進入接收方式，接著鍵入以下命令：

mail -s "Happy Birthday!" liuzheny

按下D鍵，屏幕顯示：

job 862960800.a at Wed Oct 20 15:00:00 CST 1999

$

表明建立了一個作業，其作業ID號是862960800.a，運行作業的時間是1999年10月20日下午3:00，給liuzheny發一條標題為「Happy Birthday！」（生日快樂）的空白郵件。

利用 at-l 可以列出當前at隊列中所有的作業。

利用 at-r 可以刪除指定的作業。這些作業以前由at或batch命令調度。例如，

at-r862960797.a

將刪除作業ID號是862960797.a的作業。其一般使用形式是：

at-rjob_id

注意，結尾是.a的作業ID號，表示這個作業是由at命令提交的；結尾是.b的作業ID號，表示這個作業是由batch命令提交的。

· batch命令

batch命令不帶任何參數，它提交的作業的優先順序比at命令提交的作業的優先順序低。batch無法指定作業運行的時間。實際運行時間要看系統中已經提交的作業數量。如果系統中優先順序較高的作業比較多，那麼，batch提交的作業則需要等待；如果系統空閑，則運行batch提交的作業。例如，

$ batch

回車後進入接收方式，接著鍵入命令：

find / -name exam.txt -print

按下D。退出接收方式，屏幕顯示：

job 862961540.b at Thu Nov 18 14:30:00 CST 1999

表示find命令被batch作為一個作業提交給系統，作業ID號是862961540.b。如果系統當前空閑，這個作業被立即執行，其結果同樣作為郵件發送給用戶。

· jobs命令

jobs命令用來顯示當前shell下正在運行哪些作業（即後台作業）。例如：

$ jobs

[2] + Running tar tv3 *&

[1] - Running find / -name README -print > logfile &

$

其中，第一列方括弧中的數字表示作業序號，它是由當前運行的shell分配的，而不是由操作系統統一分配的。在當前shell環境下，第一個後台作業的作業號為1，第二個作業的作業號為2，等等。

第二列中的「 」號表示相應作業的優先順序比「－」號對應作業的優先順序高。

第三列表明作業狀態，是否為運行、中斷、等待輸入或停止等。

最後列出的是創建當前這個作業所對應的命令行。

利用 jobs-l 形式，可以在作業號後顯示出相應進程的PID。如果想只顯示相應進程的PID，不顯示其它信息，則使用 jobs-p 形式。

· fg命令

fg命令把指定的後台作業移到前台。其使用格式是：

fg [job…]

其中，參數job是一個或多個進程的PID，或者是命令名稱或者作業號（前面要帶有一個「%」號）。例如：

$ jobs

[2] + Running tar tv3 *&

[1] - Running find / -name README -print > logfile&

$ fg %find

find / -name README -print > logfile

注意，顯示的命令行末尾沒有「&」符號。下面命令能產生同樣的效果：

$ fg %1

這樣，find命令對應的進程就在前台執行。當後台只有一個作業時，鍵入不帶參數的fg命令，就能使相應進程移到前台。當有兩個或更多的後台作業時，鍵入不帶參數的fg，就把最後進入後台的進程首先移到前台。

· bg命令

bg命令可以把前台進程換到後台執行。其使用格式是：

bg [job…]

其中，job是一個或多個進程的PID、命令名稱或者作業號，在參數前要帶「%」號。例如，在cc（C編譯命令）命令執行過程中，按下Z鍵，使這個作業掛起。然後鍵入以下命令：

$ bg %cc

該掛起的作業在後台重新開始執行。

5. linux進程調度的三種策略是什麼

linux內核的三種主要調度策略：
1，SCHED_OTHER 分時調度策略，
2，SCHED_FIFO實時調度策略，先到先服務
3，SCHED_RR實時調度策略，時間片輪轉

實時進程將得到優先調用，實時進程根據實時優先順序決定調度權值。分時進程則通過nice和counter值決定權值，nice越小，counter越大，被調度的概率越大，也就是曾經使用了cpu最少的進程將會得到優先調度。

SHCED_RR和SCHED_FIFO的不同：
當採用SHCED_RR策略的進程的時間片用完，系統將重新分配時間片，並置於就緒隊列尾。放在隊列尾保證了所有具有相同優先順序的RR任務的調度公平。
SCHED_FIFO一旦佔用cpu則一直運行。一直運行直到有更高優先順序任務到達或自己放棄。
如果有相同優先順序的實時進程（根據優先順序計算的調度權值是一樣的）已經准備好，FIFO時必須等待該進程主動放棄後才可以運行這個優先順序相同的任務。而RR可以讓每個任務都執行一段時間。

相同點：
RR和FIFO都只用於實時任務。
創建時優先順序大於0(1-99)。
按照可搶占優先順序調度演算法進行。
就緒態的實時任務立即搶占非實時任務。

所有任務都採用linux分時調度策略時：
1，創建任務指定採用分時調度策略，並指定優先順序nice值(-20~19)。
2，將根據每個任務的nice值確定在cpu上的執行時間(counter)。
3，如果沒有等待資源，則將該任務加入到就緒隊列中。
4，調度程序遍歷就緒隊列中的任務，通過對每個任務動態優先順序的計算權值(counter+20-nice)結果，選擇計算結果最大的一個去運行，當這個時間片用完後(counter減至0)或者主動放棄cpu時，該任務將被放在就緒隊列末尾(時間片用完)或等待隊列(因等待資源而放棄cpu)中。
5，此時調度程序重復上面計算過程，轉到第4步。
6，當調度程序發現所有就緒任務計算所得的權值都為不大於0時，重復第2步。

所有任務都採用FIFO時：
1，創建進程時指定採用FIFO，並設置實時優先順序rt_priority(1-99)。
2，如果沒有等待資源，則將該任務加入到就緒隊列中。
3，調度程序遍歷就緒隊列，根據實時優先順序計算調度權值(1000+rt_priority),選擇權值最高的任務使用cpu，該FIFO任務將一直佔有cpu直到有優先順序更高的任務就緒(即使優先順序相同也不行)或者主動放棄(等待資源)。
4，調度程序發現有優先順序更高的任務到達(高優先順序任務可能被中斷或定時器任務喚醒，再或被當前運行的任務喚醒，等等)，則調度程序立即在當前任務堆棧中保存當前cpu寄存器的所有數據，重新從高優先順序任務的堆棧中載入寄存器數據到cpu，此時高優先順序的任務開始運行。重復第3步。
5，如果當前任務因等待資源而主動放棄cpu使用權，則該任務將從就緒隊列中刪除，加入等待隊列，此時重復第3步。

所有任務都採用RR調度策略時：
1，創建任務時指定調度參數為RR，並設置任務的實時優先順序和nice值(nice值將會轉換為該任務的時間片的長度)。
2，如果沒有等待資源，則將該任務加入到就緒隊列中。
3，調度程序遍歷就緒隊列，根據實時優先順序計算調度權值(1000+rt_priority),選擇權值最高的任務使用cpu。
4，如果就緒隊列中的RR任務時間片為0，則會根據nice值設置該任務的時間片，同時將該任務放入就緒隊列的末尾。重復步驟3。
5，當前任務由於等待資源而主動退出cpu，則其加入等待隊列中。重復步驟3。

系統中既有分時調度，又有時間片輪轉調度和先進先出調度：
1，RR調度和FIFO調度的進程屬於實時進程，以分時調度的進程是非實時進程。
2，當實時進程准備就緒後，如果當前cpu正在運行非實時進程，則實時進程立即搶占非實時進程。
3，RR進程和FIFO進程都採用實時優先順序做為調度的權值標准，RR是FIFO的一個延伸。FIFO時，如果兩個進程的優先順序一樣，則這兩個優先順序一樣的進程具體執行哪一個是由其在隊列中的未知決定的，這樣導致一些不公正性(優先順序是一樣的，為什麼要讓你一直運行?),如果將兩個優先順序一樣的任務的調度策略都設為RR,則保證了這兩個任務可以循環執行，保證了公平。

Ingo Molnar-實時補丁
為了能並入主流內核，Ingo Molnar的實時補丁也採用了非常靈活的策略，它支持四種搶占模式：
1．No Forced Preemption (Server)，這種模式等同於沒有使能搶占選項的標准內核，主要適用於科學計算等伺服器環境。
2．Voluntary Kernel Preemption (Desktop)，這種模式使能了自願搶占，但仍然失效搶占內核選項，它通過增加搶占點縮減了搶占延遲，因此適用於一些需要較好的響應性的環境，如桌面環境，當然這種好的響應性是以犧牲一些吞吐率為代價的。
3．Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop)，這種模式既包含了自願搶占，又使能了可搶占內核選項，因此有很好的響應延遲，實際上在一定程度上已經達到了軟實時性。它主要適用於桌面和一些嵌入式系統，但是吞吐率比模式2更低。
4．Complete Preemption (Real-Time)，這種模式使能了所有實時功能，因此完全能夠滿足軟實時需求，它適用於延遲要求為100微秒或稍低的實時系統。
實現實時是以犧牲系統的吞吐率為代價的，因此實時性越好，系統吞吐率就越低。

6. linux 調整CPU程序調度的幾種方法

一，使用taskset充分利用多核cpu，讓cpu的使用率均衡到每個cpu上
#taskset
-p, 設定一個已存在的pid，而不是重新開啟一個新任務
-c, 指定一個處理，可以指定多個，以逗號分隔，也可指定范圍，如：2,4,5,6-8。
1，切換某個進程到指定的cpu上
taskset -cp 3 13290
2，讓某程序運行在指定的cpu上
taskset -c 1,2,4-7 tar jcf test.tar.gz test
需要注意的是，taskset -cp 3 13290在設定一個已經存在的pid時，子進程並不會繼承父進程的，
因此像tar zcf xxx.tar.gz xxx這樣的命令，最好在啟動時指定cpu，如果在已經啟動的情況下，則需要指定tar調用的gzip進程。
二，使用nice和renice設置程序執行的優先順序
格式：nice [-n 數值] 命令
nice 指令可以改變程序執行的優先權等級。指令讓使用者在執行程序時，指定一個優先等級，稱之為 nice 值。
這個數值從最高優先順序的-20到最低優先順序的19。負數值只有 root 才有權力使。
一般使用者，也可使用 nice 指令來做執行程序的優先順序管理，但只能將nice值越調越高。
可以通過二種方式來給某個程序設定nice值：
1，開始執行程序時給定一個nice值，用nice命令
2，調整某個運行中程序的PID的nice值，用renice命令
通常通過調高nice值來備份，為的是不佔用非常多的系統資源。
例：
nice -n 10 tar zcf test.tar.gz test
由nice啟動的程序，其子進程會繼承父進程的nice值。
查看nice值
# nice -n -6 vim test.txt &
# ps -l
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD
4 S 0 19427 2637 0 75 0 – 16551 wait pts/6 00:00:00 bash
4 T 0 21654 19427 0 71 -6 – 23464 finish pts/6 00:00:00 vim
renice調整運行中程序的nice值
格式：renice [nice值] PID
三，使用ulimit限制cpu佔用時間
注意，ulimit 限制的是當前shell進程以及其派生的子進程。因此可以在腳本中調用ulimit來限制cpu使用時間。
例如，限制tar的cpu佔用時間，單位秒。
# cat limit_cpu.sh
ulimit -SHt 100
tar test.tar.gz test
如果tar佔用時間超過了100秒，tar將會退出，這可能會導致打包不完全，因此不推薦使用ulimit對cpu佔用時間進行限制。
另外，通過修改系統的/etc/security/limits配置文件，可以針對用戶進行限制。
四，使用程序自帶的對cpu使用調整的功能
某些程序自帶了對cpu使用調整的功能，比如nginx伺服器，通過其配置文件，可以為工作進程指定cpu，如下：
worker_processes 3;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;
這里0001 0010 0100 1000是掩碼，分別代表第1、2、3、4顆cpu核心，這就使得cpu的使用比較平均到每個核心上。

7. Linux進程的調度

上回書說到 Linux進程的由來 和 Linux進程的創建 ，其實在同一時刻只能支持有限個進程或線程同時運行(這取決於CPU核數量，基本上一個進程對應一個CPU)，在一個運行的操作系統上可能運行著很多進程，如果運行的進程占據CPU的時間很長，就有可能導致其他進程餓死。為了解決這種問題，操作系統引入了 進程調度器 來進行進程的切換，輪流讓各個進程使用CPU資源。

1）rq： 進程的運行隊列( runqueue)， 每個CPU對應一個 ，包含自旋鎖(spinlock)、進程數量、用於公平調度的CFS信息結構、當前運行的進程描述符等。實際的進程隊列用紅黑樹來維護(通過CFS信息結構來訪問)。

2）cfs_rq： cfs調度的進程運行隊列信息 ，包含紅黑樹的根結點、正在運行的進程指針、用於負載均衡的葉子隊列等。

3）sched_entity： 把需要調度的東西抽象成調度實體 ，調度實體可以是進程、進程組、用戶等。這里包含負載權重值、對應紅黑樹結點、 虛擬運行時vruntime 等。

4）sched_class：把 調度策略(演算法)抽象成調度類 ，包含一組通用的調度操作介面。介面和實現是分離，可以根據調度介面去實現不同的調度演算法，使一個Linux調度程序可以有多個不同的調度策略。

1） 關閉內核搶占 ，初始化部分變數。獲取當前CPU的ID號，並賦值給局部變數CPU， 使rq指向CPU對應的運行隊列 。 標識當前CPU發生任務切換 ，通知RCU更新狀態，如果當前CPU處於rcu_read_lock狀態，當前進程將會放入rnp-> blkd_tasks阻塞隊列，並呈現在rnp-> gp_tasks鏈表中。 關閉本地中斷 ，獲取所要保護的運行隊列的自旋鎖， 為查找可運行進程做准備 。

2） 檢查prev的狀態，更新運行隊列 。如果不是可運行狀態，而且在內核態沒被搶占，應該從運行隊列中 刪除prev進程 。如果是非阻塞掛起信號，而且狀態為TASK_INTER-RUPTIBLE，就把該進程的狀態設置為TASK_RUNNING，並將它 插入到運行隊列 。

3）task_on_rq_queued(prev) 將pre進程插入到運行隊列的隊尾。

4）pick_next_task 選取將要執行的next進程。

5）context_switch(rq, prev, next)進行 進程上下文切換 。

1) 該進程分配的CPU時間片用完。

2) 該進程主動放棄CPU(例如IO操作)。

3) 某一進程搶佔CPU獲得執行機會。

Linux並沒有使用x86 CPU自帶的任務切換機制，需要通過手工的方式實現了切換。

進程創建後在內核的數據結構為task_struct ， 該結構中有掩碼屬性cpus_allowed，4個核的CPU可以有4位掩碼，如果CPU開啟超線程，有一個8位掩碼，進程可以運行在掩碼位設置為1的CPU上。

Linux內核API提供了兩個系統調用 ，讓用戶可以修改和查看當前的掩碼：

1) sched_setaffinity()：用來修改位掩碼。

2) sched_getaffinity()：用來查看當前的位掩碼。

在下次task被喚醒時，select_task_rq_fair根據cpu_allowed里的掩碼來確定將其置於哪個CPU的運行隊列，一個進程在某一時刻只能存在於一個CPU的運行隊列里。

在Nginx中，使用了CPU親和度來完成某些場景的工作：

worker_processes      4;

worker_cpu_affinity 0001001001001000;

上面這個配置說明了4個工作進程中的每一個和一個CPU核掛鉤。如果這個內容寫入Nginx的配置文件中，然後Nginx啟動或者重新載入配置的時候，若worker_process是4，就會啟用4個worker，然後把worker_cpu_affinity後面的4個值當作4個cpu affinity mask，分別調用ngx_setaffinity，然後就把4個worker進程分別綁定到CPU0～3上。

worker_processes      2;

worker_cpu_affinity 01011010;

上面這個配置則說明了兩個工作進程中的每一個和2個核掛鉤。