Linux内核调优之CPU调度算法详解

在Linux系统中，CPU调度算法是非常重要的一个部分，它决定了进程在系统中的执行顺序，直接影响系统的性能。因此，对于系统管理员而言，掌握CPU调度算法是非常重要的。

本文将从以下几个方面对Linux内核中的CPU调度算法进行详细解析。

1.什么是CPU调度算法

CPU调度算法是操作系统中的一个重要组成部分，它负责决定何时、何种程度地抢占当前正在占用CPU的进程，以及选择下一个即将运行的进程。CPU调度算法的目的是使CPU尽可能地忙碌，同时保证系统的稳定性和公平性。

2.常用的CPU调度算法

2.1 先来先服务（FCFS）

这是最简单的CPU调度算法，按照进程抢占CPU的顺序进行调度。在该算法中，当一个进程占用CPU时，其它进程必须等待这个进程运行完成后才能运行。

2.2 最短作业优先（SJF）

这种算法是根据进程需要执行的时间来进行调度，即预估每个进程所需的时间，并按照时间长度从小到大进行排序。就是对于新到达的进程，可以估计它将所需要的时间，并根据这个估计的时间，来决定调度的优先级。

2.3 时间片轮转调度（RR）

在时间片轮转调度中，每个进程被分配一个时间片，即固定的一段时间。如果在时间片结束之前进程没有运行完成，CPU将被释放，并将该进程放到队列的末尾，然后选择下一个进程运行。这个算法主要是为了解决FCFS中的饥饿问题。

2.4 多级反馈队列调度（MFQ）

这种算法是将进程划分为多个优先级队列，每个队列都有一个定长的时间片。当一个进程进入系统时，它被分配到第一个队列中，如果它在时间片内运行完成，它就被释放。否则，它将移动到下一个队列，时间片长度也会随之变长。这个算法主要是为了同时兼顾对短作业的响应性和对长作业的公平性。

3.如何选择合适的CPU调度算法

选择合适的CPU调度算法并不是一件容易的事情。有时，我们选择一种算法会对系统的性能产生负面影响。在选择CPU调度算法时，需要综合考虑系统的类型、负载、应用程序等各种因素。另外，不同的CPU调度算法也有不同的优点和缺点，需要我们根据具体情况进行选择。

4. Linux内核中的CPU调度实现

在Linux内核中，CPU调度算法是由调度器负责实现的。调度器以Jiffies为时间片，即Linux系统中的最小时间片。它检查当前正在运行的进程，选择下一个即将运行的进程，将CPU资源分配给它。如果当前进程已经运行超过了它的时间片，调度器将该进程放入等待队列，并选择下一个即将运行的进程。

总结：

在Linux系统中，CPU调度算法是非常重要的一个方面，它决定了进程在系统中的执行顺序，以及对系统性能的影响。选择合适的CPU调度算法需要综合考虑系统的类型、负载、应用程序等各种因素。希望本文能够为您在Linux内核调优方面提供一些帮助。