Linux内核的三种调度策略

Linux内核的三种调度策略：

1，SCHED_OTHER 分时调度策略，

2，SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务。一旦占用cpu则一直运行。一直运行直到有更高优先级任务到达或自己放弃

3，SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转。当进程的时间片用完，系统将重新分配时间片，并置于就绪队列尾。放在队列尾保证了所有具有相同优先级的RR任务的调度公平

Linux线程优先级设置

首先，可以通过以下两个函数来获得线程可以设置的最高和最低优先级，函数中的策略即上述三种策略的宏定义：

int sched_get_priority_max(int policy);

int sched_get_priority_min(int policy);

SCHED_OTHER是不支持优先级使用的，而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用，他们分别为1和99，数值越大优先级越高。

设置和获取优先级通过以下两个函数

int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *attr, const struct sched_param *param);

int pthread_attr_getschedparam(const pthread_attr_t *attr, struct sched_param *param);

_priority = 51; //设置优先级

系统创建线程时，默认的线程是SCHED_OTHER。所以如果我们要改变线程的调度策略的话，可以通过下面的这个函数实现。

int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int policy);

上面的param使用了下面的这个数据结构：

struct sched_param

{

int __sched_priority; //所要设定的线程优先级

};

我们可以通过下面的测试程序来说明，我们自己使用的系统的支持的优先级：

#include

#include

#include

#include

static int get_thread_policy(pthread_attr_t *attr)

{

int policy;

int rs = pthread_attr_getschedpolicy(attr,&policy);

assert(rs==0);

switch(policy)

{

case SCHED_FIFO:

printf("policy= SCHED_FIFOn");

break;

case SCHED_RR:

printf("policy= SCHED_RR");

break;

case SCHED_OTHER:

printf("policy=SCHED_OTHERn");

break;

default:

printf("policy=UNKNOWNn");

break;

}

return policy;

}

static void show_thread_priority(pthread_attr_t *attr,int policy)

{

int priority = sched_get_priority_max(policy);

assert(priority!=-1);

printf("max_priority=%dn",priority);

priority= sched_get_priority_min(policy);

assert(priority!=-1);

printf("min_priority=%dn",priority);

}

static int get_thread_priority(pthread_attr_t *attr)

{

struct sched_param param;

int rs = pthread_attr_getschedparam(attr,¶m);

assert(rs==0);

printf("priority=%d",param.__sched_priority);

return param.__sched_priority;

}

static void set_thread_policy(pthread_attr_t *attr,int policy)

{

int rs = pthread_attr_setschedpolicy(attr,policy);

assert(rs==0);

get_thread_policy(attr);

}

int main(void)

{

pthread_attr_t attr;

struct sched_param sched;

int rs;

rs = pthread_attr_init(&attr);

assert(rs==0);

int policy = get_thread_policy(&attr);

printf("Show current configuration of priorityn");

show_thread_priority(&attr,policy);

printf("show SCHED_FIFO of priorityn");

show_thread_priority(&attr,SCHED_FIFO);

printf("show SCHED_RR of priorityn");

show_thread_priority(&attr,SCHED_RR);

printf("show priority of current threadn");

int priority = get_thread_priority(&attr);

printf("Set thread policyn");

printf("set SCHED_FIFO policyn");

set_thread_policy(&attr,SCHED_FIFO);

printf("set SCHED_RR policyn");

set_thread_policy(&attr,SCHED_RR);

printf("Restore current policyn");

set_thread_policy(&attr,policy);

rs = pthread_attr_destroy(&attr);

assert(rs==0);

return 0;

}

下面是测试程序的运行结果：

policy=SCHED_OTHER

Show current configuration of priority

max_priority=0

min_priority=0

show SCHED_FIFO of priority

max_priority=99

min_priority=1

show SCHED_RR of priority

max_priority=99

min_priority=1

show priority of current thread

priority=0Set thread policy

set SCHED_FIFO policy

policy= SCHED_FIFO

set SCHED_RR policy

policy= SCHED_RRRestore current policy

policy=SCHED_OTHER

Linux线程调度策略与优先级（二）

上一篇文章介绍了Linux下的调度策略和优先级，在Ubuntu09.10上的一些特性，这里测试一下其中的两种特性，SCHED_OTHER和SCHED_RR，还有就是优先级的问题，是不是能够保证，高优先级的线程，就可以保证先运行。

下面的这个测试程序，创建了三个线程，默认创建的线程的调度策略是SCHED_OTHER，其余的两个线程的调度策略设置成SCHED_RR。我的Linux的内核版本是2.6.31。SCHED_RR是根据时间片来确定线程的调度。时间片用完了，不管这个线程的优先级有多高都不会在运行，而是进入就绪队列中，等待下一个时间片的到了，那这个时间片到底要持续多长时间？在《深入理解Linux内核》中的第七章进程调度中，是这样描诉的，Linux采取单凭经验的方法，即选择尽可能长、同时能保持良好相应时间的一个时间片。这里也没有给出一个具体的时间来，可能会根据不同的CPU 来定，还有就是多CPU 的情况。

#include

#include

#include

#include

void Thread1()

{

sleep(1);

int i,j;

int policy;

struct sched_param param;

pthread_getschedparam(pthread_self(),&policy,¶m);

if(policy == SCHED_OTHER)

printf("SCHED_OTHERn");

if(policy == SCHED_RR);

printf("SCHED_RR 1 n");

if(policy==SCHED_FIFO)

printf("SCHED_FIFOn");

for(i=1;i<10;i++)

{

for(j=1;j<5000000;j++)

{

}

printf("thread 1n");

}

printf("Pthread 1 exitn");

}

void Thread2()

{

sleep(1);

int i,j,m;

int policy;

struct sched_param param;

pthread_getschedparam(pthread_self(),&policy,¶m);

if(policy == SCHED_OTHER)

printf("SCHED_OTHERn");

if(policy == SCHED_RR);

printf("SCHED_RRn");

if(policy==SCHED_FIFO)

printf("SCHED_FIFOn");

for(i=1;i<10;i++)

{

for(j=1;j<5000000;j++)

{

}

printf("thread 2n");

}

printf("Pthread 2 exitn");

}

void Thread3()

{

sleep(1);

int i,j;

int policy;

struct sched_param param;

pthread_getschedparam(pthread_self(),&policy,¶m);

if(policy == SCHED_OTHER)

printf("SCHED_OTHERn");

if(policy == SCHED_RR)

printf("SCHED_RR n");

if(policy==SCHED_FIFO)

printf("SCHED_FIFOn");

for(i=1;i<10;i++)

{

for(j=1;j<5000000;j++)

{

}

printf("thread 3n");

}

printf("Pthread 3 exitn");

}

int main()

{

int i;

i = getuid();

if(i==0)

printf("The current user is rootn");

else

printf("The current user is not rootn");

pthread_t ppid1,ppid2,ppid3;

struct sched_param param;

pthread_attr_t attr,attr1,attr2;

pthread_attr_init(&attr1);

pthread_attr_init(&attr);

pthread_attr_init(&attr2);

_priority = 51;

pthread_attr_setschedpolicy(&attr2,SCHED_RR);

pthread_attr_setschedparam(&attr2,¶m);

pthread_attr_setinheritsched(&attr2,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);//要使优先级其作用必须要有这句话

_priority = 21;

pthread_attr_setschedpolicy(&attr1,SCHED_RR);

pthread_attr_setschedparam(&attr1,¶m);

pthread_attr_setinheritsched(&attr1,PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);

pthread_create(&ppid3,&attr,(void *)Thread3,NULL);

pthread_create(&ppid2,&attr1,(void *)Thread2,NULL);

pthread_create(&ppid1,&attr2,(void *)Thread1,NULL);

pthread_join(ppid3,NULL);

pthread_join(ppid2,NULL);

pthread_join(ppid1,NULL);

pthread_attr_destroy(&attr2);

pthread_attr_destroy(&attr1);

return 0;

}

下面是该程序的其中之一的运行结果：

sudo ./prio_test

The current user is root

SCHED_OTHER

SCHED_RR

SCHED_RR 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

Pthread 1 exit

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

Pthread 2 exit

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

Pthread 3 exit

这里我们可以看到，由于线程3的调度策略是SCHED_OTHER，而线程2的调度策略是SCHED_RR，所以，在Thread3中，线程3被线程1，线程2给抢占了。由于线程1的优先级大于线程2的优先级，所以，在线程1以先于线程2运行，不过，这里线程2有一部分代码还是先于线程1运行了。

我原以为，只要线程的优先级高，就会一定先运行，其实，这样的理解是片面的，特别是在SMP的PC机上更会增加其不确定性。

其实，普通进程的调度，是CPU根据进程优先级算出时间片，这样并不能一定保证高优先级的进程一定先运行，只不过和优先级低的进程相比，通常优先级较高的进程获得的CPU时间片会更长而已。其实，如果要想保证一个线程运行完在运行另一个线程的话，就要使用多线程的同步技术，信号量，条件变量等方法。而不是绝对依靠优先级的高低，来保证。

不过，从运行的结果上，我们可以看到，调度策略为SCHED_RR的线程1，线程2确实抢占了调度策略为SCHED_OTHER的线程3。这个是可以理解的，由于SCHER_RR是实时调度策略。

只有在下述事件之一发生时，实时进程才会被另外一个进程取代。

（1） 进程被另外一个具有更高实时优先级的实时进程抢占。

（2） 进程执行了阻塞操作并进入睡眠

（3）进程停止（处于TASK_STOPPED 或TASK_TRACED状态）或被杀死。

（4）进程通过调用系统调用sched_yield()，自愿放弃CPU 。

（5）进程基于时间片轮转的实时进程（SCHED_RR），而且用完了它的时间片。

基于时间片轮转的实时进程是，不是真正的改变进程的优先级，而是改变进程的基本时间片的长度。所以基于时间片轮转的进程调度，并不能保证高优先级的进程先运行。

下面是另一种运行结果：

sudo ./prio_test

The current user is root

SCHED_OTHER

SCHED_RR 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

thread 1

Pthread 1 exit

SCHED_RR

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

thread 2

Pthread 2 exit

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

thread 3

Pthread 3 exit

可以看出并没有每一次都保证高优先级的线程先运行。