调度程序如何结束正在运行的进程？答案

【问题标题】：How does a scheduler end a running process?调度程序如何结束正在运行的进程？
【发布时间】：2011-07-14 07:50:47
【问题描述】：

我刚刚意识到，在学习了很多关于各种调度算法，上下文切换是如何完成的等等之后，我仍然不清楚一件事。

以单处理器系统为例：

如果进程A 正在运行并且它的时隙应该在5 秒后结束，那么调度程序或操作系统如何知道如何在5 秒后结束它？当 A 运行时，操作系统的任何部分都不能运行。调度器应该在监控它，但是如果它不能运行它怎么可能呢？操作系统的调度程序是否编写 ISR 并每 5 秒产生一次中断？这可能吗？即使是这样，它似乎也不是实现它的好方法。

调度程序究竟是如何做到这一点的？

【问题讨论】：

标签： scheduling cpu

【解决方案1】：

操作系统的调度程序是否会写入 ISR 并每 5 秒产生一次中断？这可能吗？即使是这样，它似乎也不是实现它的好方法。

是的，这正是它在抢占式多任务系统上的工作方式（尽管在桌面系统上，间隔通常更像 10 毫秒）。

是的，还有其他方案，例如协作多任务，每个进程自行决定何时让步。

【讨论】：

它究竟是如何每 X 毫秒产生一个中断的？
@Vanwaril，带有某种计时器。显然，这取决于 ISA。这是一种方法。有一个 CPU 寄存器，当其值达到 0 时触发中断。操作系统写入该寄存器，可能值 10 毫秒 * 2 GHz = 2000 万。计数器每个时钟周期递减，在 2000 万个时钟周期后触发中断，操作系统的 ISR 运行并执行调度逻辑。
@rlibby，您能否推荐一些更广泛地讨论这个概念的书籍/在线资源。

【解决方案2】：

是的，通常会触发某种定时器中断。然后内核可以运行一段时间并在需要时切换进程上下文 - 通常，该中断会比每 5 秒触发一次更频繁。为什么它看起来不是一个很好的实现方式？

【讨论】：

因为它必须经常触发。如果它每 20 毫秒左右触发一次只是为了处理新进程/查看当前进程是否可以继续，它的时间片已经到了，或者它应该被抢占，那么这不会占用你大量的 CPU 时间吗？而且我认为当前的操作系统使用 20 毫秒的时隙，所以这不会更频繁地触发吗？
@Vanwaril，是的，它会消耗一些时间，但只要中断处理程序比时间片短得多，它就不会消耗那么多时间。 20 ms 对您来说可能看起来很短，但对于 2 GHz CPU，它是 4000 万个周期。上下文切换的更大代价不是时间损失，而是缓存损失。