一、调度器

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0、调度器概念

Linux 内核的 " 进程调度 " 是按照 设计好的调度算法 安排的 , 该算法对应的功能模块 称为 " 调度器 " , 英文名称是 Scheduler ;

1、调度器目的

进程调度 目的是 最大限度利用 CPU 资源 , 也就是 CPU 时间片 ;

2、调度器主要工作

" 调度器 " 主要的工作 :

• ① 就绪 -> 执行 : 选择 " 就绪状态 " 的进程执行 ; ( 占用 CPU )
• ② 执行 -> 就绪 : 打断 " 执行状态 " 的进程执行 , 先进入 " 阻塞状态 " , 然后变为 " 就绪状态 " ; ( 让出 CPU )

" 调度器 " 可以 切换 " 进程状态 " , 主要是 " 就绪状态 " 与 " 执行状态 " 这两个状态之间相互切换 ;

3、调度器位置

调度器 在 如下的 进程状态图 中的位置是 " 就绪状态 " 与 " 运行状态 " 之间 ;

• 就绪状态 : 进程 已经 获取了 相关资源 , 以及 运行条件准备就绪 ;
• 执行状态 : CPU 时间片被分配给了该进程 , 正在 CPU 中执行该进程 ;

4、进程优先级

" 调度器 " 根据 " 进程优先级 " 进行 进程调度 ;

进程优先级 参考 【Linux 内核】进程管理 - 进程优先级 ② ( prio 调度优先级 | static_prio 静态优先级 | normal_prio 正常优先级 | rt_priority 实时优先级 ) 博客 ;

进程优先级	限期进程	实时进程	普通进程
prio 调度优先级	等于 normal_prio 字段	等于 normal_prio 字段	等于 normal_prio 字段
static_prio 调度优先级	字段 值总为 $0$ , 没有意义	字段 值总为 $0$ , 没有意义	$120+\mathrm{n}\mathrm{i}\mathrm{c}\mathrm{e}$ , 其数值越小 , 优先级越高
normal_prio 正常优先级	$-1$	$99-\mathrm{r}\mathrm{t}\_\mathrm{p}\mathrm{r}\mathrm{i}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{i}\mathrm{t}\mathrm{y}$	$120+\mathrm{n}\mathrm{i}\mathrm{c}\mathrm{e}$ , 其数值越小 , 优先级越高
rt_priority 实时优先级	字段 值总为 $0$ , 没有意义	字段 值为 $1$ ~ $99$ , 其数值越大 , 优先级越高	字段 值总为 $0$ , 没有意义

5、抢占式调度器

" 抢占式调度器 " 概念 : 如果 " 调度器 " 支持 " 就绪状态 " 与 " 运行状态 " 之间可以相互转换 , 则该调度器称为 " 抢占式调度器 " ;

二、Linux 内核进程状态 API 简介

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Linux 内核进程状态有以下五种 :

• TASK_RUNNING 执行 / 就绪状态
• TASK_INTERRUPTIBLE 可中断睡眠状态
• TASK_UNINTERRUPTIBLE 不可中断睡眠状态
• __TASK_STOPPED 进程停止状态
• EXIT_ZOMBIE 僵尸状态

上面的 $5$ 种状态是 Linux 内核中定义的状态 , 详细细节参考 【Linux 内核】进程管理 ( Linux 内核中的进程状态 | TASK_RUNNING | TASK_INTERRUPTIBLE | __TASK_STOPPED | EXIT_ZOMBIE ) 博客 ;

三、Linux 进程状态

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Linux 进程有如下状态 :

• 创建状态 : 进程 刚被创建时 , 处于创建状态 ;
• 就绪状态 : 进程 已经 获取了 相关资源 , 以及 运行条件准备就绪 ; 一旦和获取 CPU 时间片使用权 , 就立刻进入 执行状态 ;
• 执行状态 : CPU 时间片被分配给了该进程 , 正在 CPU 中执行该进程 ;
• 阻塞状态 : 等待被分配 CPU 时间片的过程 中 , 处于该状态 ;
• 终止状态 : 进程 终止后的状态 ;

状态之间的转换 , 参考 【Linux 内核】进程管理 ( Linux 中进程的 CPU 资源调度 | 进程生命周期 | 创建状态 | 就绪状态 | 执行状态 | 阻塞状态 | 终止状态 | 进程生命周期之间的转换 ) 博客 ;