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Linux 進(jìn)程調(diào)度采用的是一種稱為 Completely Fair Scheduler(CFS)的調(diào)度算法。CFS 是 Linux 內(nèi)核中默認(rèn)的進(jìn)程調(diào)度器，旨在實(shí)現(xiàn)對 CPU 時間的公平分配，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)性和資源利用率。以下是關(guān)于 Linux CFS 進(jìn)程調(diào)度算法的詳細(xì)解釋。
Completely Fair Scheduler(CFS)的工作原理：
CFS 的核心思想是讓每個進(jìn)程都能在單位時間內(nèi)獲得公平的 CPU 時間，無論進(jìn)程的優(yōu)先級如何。CFS 將所有可運(yùn)行的進(jìn)程組織成一棵紅黑樹，其中進(jìn)程的虛擬運(yùn)行時間和優(yōu)先級決定了它在樹中的位置。CFS 認(rèn)為每個進(jìn)程都像一個虛擬的多核 CPU，在給定時間段內(nèi)，進(jìn)程應(yīng)該獲得和物理 CPU 核心數(shù)量成比例的虛擬運(yùn)行時間。
主要特點(diǎn)和機(jī)制：
虛擬運(yùn)行時間： 每個進(jìn)程都有一個虛擬運(yùn)行時間，用于表示它在理論上應(yīng)該獲得的 CPU 時間。這個時間是基于進(jìn)程的優(yōu)先級和過去的運(yùn)行歷史計(jì)算得出的。
紅黑樹： CFS 使用紅黑樹來組織進(jìn)程，樹中的節(jié)點(diǎn)表示可運(yùn)行的進(jìn)程。節(jié)點(diǎn)的權(quán)重和運(yùn)行時間反映了進(jìn)程的優(yōu)先級和歷史運(yùn)行情況。
時間片分配： CFS 分配時間片給紅黑樹中最左側(cè)的節(jié)點(diǎn)(具有最小虛擬運(yùn)行時間的節(jié)點(diǎn))。時間片的大小與 CPU 周期成比例，以保持公平性。
動態(tài)優(yōu)先級調(diào)整： 進(jìn)程的虛擬運(yùn)行時間和優(yōu)先級是動態(tài)調(diào)整的。每次運(yùn)行后，進(jìn)程的虛擬運(yùn)行時間會更新，以便更好地反映實(shí)際運(yùn)行情況。
實(shí)時任務(wù)： CFS 保留一部分時間用于實(shí)時任務(wù)，以滿足對低延遲的實(shí)時應(yīng)用需求。
優(yōu)點(diǎn)和適用場景：
CFS 的設(shè)計(jì)旨在提供高度的公平性和響應(yīng)性。它適用于各種場景，從普通桌面應(yīng)用到服務(wù)器負(fù)載均衡。CFS 的公平性使得多用戶環(huán)境下的任務(wù)能夠合理共享 CPU 資源，而且適用于多核和多處理器系統(tǒng)。
總結(jié)：
Linux 進(jìn)程調(diào)度采用的是 Completely Fair Scheduler(CFS)算法，它的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的公平分配和優(yōu)化系統(tǒng)的響應(yīng)性。通過使用紅黑樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和虛擬運(yùn)行時間的概念，CFS 能夠有效地在多個進(jìn)程之間分配 CPU 時間，從而提供高度的公平性和性能。
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Linux 進(jìn)程調(diào)度采用的是一種名為 Completely Fair Scheduler(CFS)的調(diào)度算法。CFS 是一種基于時間片的調(diào)度算法，旨在實(shí)現(xiàn)對 CPU 時間的公平分配。這個調(diào)度算法是為了在多核和多處理器系統(tǒng)中提高系統(tǒng)的吞吐量、響應(yīng)性和公平性而設(shè)計(jì)的。
Completely Fair Scheduler(CFS)的工作原理：
CFS 的核心思想是讓每個進(jìn)程都能在一段時間內(nèi)獲得公平的 CPU 時間，無論進(jìn)程的優(yōu)先級如何。它通過虛擬運(yùn)行時間來度量進(jìn)程的運(yùn)行時間，進(jìn)程被分配的時間片大小與其虛擬運(yùn)行時間成比例。CFS 將所有可運(yùn)行進(jìn)程組織成一個紅黑樹，其中進(jìn)程的虛擬運(yùn)行時間決定了它在樹中的位置。
主要特點(diǎn)和機(jī)制：
虛擬運(yùn)行時間： 每個進(jìn)程都有一個虛擬運(yùn)行時間，它表示進(jìn)程在理論上應(yīng)該獲得的 CPU 時間。進(jìn)程的虛擬運(yùn)行時間根據(jù)優(yōu)先級和已使用的時間片進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。
紅黑樹： CFS 使用紅黑樹來維護(hù)可運(yùn)行進(jìn)程的隊(duì)列。紅黑樹的左側(cè)是虛擬運(yùn)行時間最小的進(jìn)程，因此它們有更高的調(diào)度優(yōu)先級。
時間片分配： 進(jìn)程被分配時間片，時間片的大小取決于進(jìn)程的虛擬運(yùn)行時間和系統(tǒng)中的 CPU 核心數(shù)量。CFS 通過調(diào)整時間片的大小來實(shí)現(xiàn)公平調(diào)度。
實(shí)時任務(wù)： CFS 為實(shí)時任務(wù)保留了一部分時間片，以滿足對低延遲的實(shí)時需求。
優(yōu)點(diǎn)和適用場景：
CFS 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在多核和多處理器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)公平的 CPU 時間分配，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)性和資源利用率。它適用于各種場景，包括桌面應(yīng)用、服務(wù)器應(yīng)用和實(shí)時嵌入式系統(tǒng)。CFS 的公平性和動態(tài)調(diào)整機(jī)制使得系統(tǒng)中的進(jìn)程能夠合理共享 CPU 資源，并且能夠在不同的負(fù)載下表現(xiàn)出色。
總結(jié)：
Linux 進(jìn)程調(diào)度采用的是 Completely Fair Scheduler(CFS)算法，它通過虛擬運(yùn)行時間和時間片分配來實(shí)現(xiàn)對 CPU 時間的公平分配。CFS 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提高系統(tǒng)的響應(yīng)性和資源利用率，適用于多核和多處理器的不同應(yīng)用場景。
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Linux 進(jìn)程調(diào)度采用的是一種被稱為 Completely Fair Scheduler(CFS)的調(diào)度算法，它是為了在多核系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對 CPU 資源的公平分配而設(shè)計(jì)的。CFS 的目標(biāo)是使每個進(jìn)程都能夠在單位時間內(nèi)獲得公平的 CPU 時間，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)性和資源利用率。
Completely Fair Scheduler(CFS)的工作原理：
CFS 的核心思想是將系統(tǒng)中的所有可運(yùn)行進(jìn)程組織成一個紅黑樹，其中進(jìn)程的優(yōu)先級和虛擬運(yùn)行時間共同決定了它在樹中的位置。CFS 將 CPU 時間分成一系列小的時間片，進(jìn)程在每個時間片內(nèi)運(yùn)行一定的時間。當(dāng)一個進(jìn)程運(yùn)行完其時間片后，CFS 會根據(jù)進(jìn)程的虛擬運(yùn)行時間和優(yōu)先級，選擇下一個要運(yùn)行的進(jìn)程。
主要特點(diǎn)和機(jī)制：
虛擬運(yùn)行時間： 每個進(jìn)程都有一個虛擬運(yùn)行時間，用于表示進(jìn)程在理論上應(yīng)該獲得的 CPU 時間。這個時間會隨著進(jìn)程的運(yùn)行而增加，以保持公平性。
紅黑樹： CFS 使用紅黑樹來組織進(jìn)程，紅黑樹的左側(cè)包含虛擬運(yùn)行時間較少的進(jìn)程，這些進(jìn)程優(yōu)先被調(diào)度。
時間片分配： CFS 為每個進(jìn)程分配時間片，時間片的大小與系統(tǒng)中 CPU 核心的數(shù)量成比例。這有助于保持公平性，因?yàn)槊總€進(jìn)程獲得的 CPU 時間與其他進(jìn)程基本一致。
實(shí)時任務(wù)： CFS 會為實(shí)時任務(wù)保留一部分時間片，以確保對實(shí)時需求的滿足。
優(yōu)點(diǎn)和適用場景：
CFS 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在多核系統(tǒng)中提供公平的 CPU 時間分配，以便提高系統(tǒng)的性能和響應(yīng)性。它適用于各種場景，從桌面應(yīng)用到服務(wù)器負(fù)載均衡，以及對響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求的實(shí)時應(yīng)用。
總結(jié)：
Linux 進(jìn)程調(diào)度采用的是 Completely Fair Scheduler(CFS)算法，它以紅黑樹為基礎(chǔ)，通過虛擬運(yùn)行時間和時間片分配來實(shí)現(xiàn)對 CPU 時間的公平分配。CFS 的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提高系統(tǒng)的響應(yīng)性和資源利用率，以適應(yīng)不同類型的應(yīng)用場景。
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