Red Hat Enterprise Linux 8的9種實時進程調度策略
發布時間：
2019-12-22
Red Hat Enterprise Linux 8的9種實時進程調度策略
Red Hat Enterprise Linux 8使用是Linux內核版本是Kernel 4.18，其系統進程的實時調度策略有9種。在RHEL 8中，查看ps的幫助手冊即可查到：
# man ps |grep -A 10 policy
- not reported
TS SCHED_OTHER
FF SCHED_FIFO
RR SCHED_RR
B SCHED_BATCH
ISO SCHED_ISO
IDL SCHED_IDLE
DLN SCHED_DEADLINE
? unknown value
實際上只有7種，not reported、unknown value可能只是開放的策略，允許用戶自定義。查看進程時，可能專門指定查看進程的調度策略，如下：
# ps axo pid,comm,nice,cls --sort=-nice
Linux的進程調度意味著，它是CPU的重要助手，總是要為CPU挑選出下一個要執行的進程。在Linux中，進程（process）、線程（thread）和任務（task）都差不多。根據POSIX的定義，進程相當于執行一個程序，特指執行程序時需要的名字空間、內存等資源；而線程則是指執行一行代碼時需要的系統資源。即它們關注的對象不同。大家都應該知道，一個程序有很多行代碼，幾千行，幾萬行也不稀奇。
RHEL 8挑選進程的標準有兩個（注2）：
一、調度策略（scheduling policy）
二、靜態調度優先度（static scheduling priority）
既然有靜態調度優先度，就有動態調度優先度，也就是NICE值，其取值 范圍為-20~19，共40個檔次。數值越大，越往后排。看來，調度政策挺重要。那么，各種調度策略是什么意思呢？
TS - SCHED_OTHER
優先度為0的進程中，按照NICE值排隊，等候被CPU執行。應用SCHED_OTHER或TS策略的進程在執行過一次之后，其NICE值就會增加一次。在這種策略下，進程們拼的不是靜態優先度，拼的是動態優先度，即NICE值。這是Linux的缺省調度策略。
FF - SCHED_FIFO
正如其名所示，FIFO，First In, First Out，先進先出。它比較霸道，執行完才肯走。在這種策略的指導下，靜態優先度為1-99之間的進程會插隊到執行SCHED_OTHER、SCHED_IDEL、SCHED_BATCH策略的進程前面，直到它執行完畢或者被更高優先組的進程插隊。這種策略沒有時間片的限制。執行這種策略的進程是進程中的土匪。
RR - SCHED_RR
輪巡，在分配到的、可以使用CPU的時間片里，相同優先度（1-99）的進程們，你一筷子，我一筷子，輪流吃肉。SCHED_RR，是SCHED_FIFO的改進形式。這種機制，可以視為進程土匪中的輪巡。畢竟，在這種策略下，大家還講點規矩，機會均等。你一筷子沒夾著肉，那就等下一輪吧。
B - SCHED_BATCH
跟SCHED_OTHER一樣，不使用靜態優先度，使用動態優先度。不同的是，它要批量執行進程。所以，只適合非交互式的進程。
ISO - SCHED_ISO
這種策略是想向進程提供類似于SCHED_OTHER的運行時間片分配機制。與后者不同的是，SCHED_ISO在較大限度地保證不會導致其它進程“餓死”的情況下，盡可能地延長進程的執行時間。適用于游戲、視頻和視頻捕獲場景下，較大限度地利用硬件資源。這個策略仍不完善（注8）。
IDL - SCHED_IDLE
跟SCHED_OTHER一樣，不使用靜態優先度，而且也不大使用動態優先度。進程的優先度為19或20。執行這種策略的進程，是進程中的謙謙君子。它們總是先人后己，與世無爭。
DLN - SCHED_DEADLINE
這是Linux Kernel 3.14之后新增加的調度機制。同時也被認為是最好的調度方案（注3）。誰的死期先到，誰就先上。這是一種急他人之所急的好作風。不過，這個“死期”是Deadline，是執行任務的“最后期限”。所以，這是進程中的現實主義者的約定。
RHEL 8的產品文檔中，找不到關于SCHED_ISO的介紹，大概也是因為這種調度技術尚未成熟有關吧。
參考資料：
1、https://access.redhat.com/articles/3078
2、http://man7.org/linux/man-pages/man7/sched.7.html
3、https://stackoverflow.com/questions/9392415/linux-sched-other-sched-fifo-and-sched-rr-differences
4、https://lwn.net/Articles/723248/
5、https://www.kernel.org/doc/html/v5.4/scheduler/sched-rt-group.html
6、https://www.cs.montana.edu/~chandrima.sarkar/AdvancedOS/CSCI560_Proj_main/
7、https://linux.die.net/man/2/sched_getscheduler
8、https://www.mankier.com/8/schedtool
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