进程调度优先级

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);

注意：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。（用户态下）

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);
  param.sched_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 <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <assert.h>

static int api_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_FIFO\n");
            break;
        case SCHED_RR:
            printf ("policy = SCHED_RR");
            break;
        case SCHED_OTHER:
            printf ("policy = SCHED_OTHER\n");
            break;
        default:
            printf ("policy = UNKNOWN\n");
            break; 
    }
    return policy;
}

static void api_show_thread_priority (pthread_attr_t *attr,int policy)
{
    int priority = sched_get_priority_max (policy);
    assert (priority != -1);
    printf ("max_priority = %d\n", priority);
    priority = sched_get_priority_min (policy);
    assert (priority != -1);
    printf ("min_priority = %d\n", priority);
}

static int api_get_thread_priority (pthread_attr_t *attr)
{
    struct sched_param param;
    int rs = pthread_attr_getschedparam (attr, &param);
    assert (rs == 0);
    printf ("priority = %d\n", param.__sched_priority);
    return param.__sched_priority;
}

static void api_set_thread_policy (pthread_attr_t *attr,int policy)
{
    int rs = pthread_attr_setschedpolicy (attr, policy);
    assert (rs == 0);
    api_get_thread_policy (attr);
}
    
int main(void)
{
    pthread_attr_t attr;       // 线程属性
    struct sched_param sched;  // 调度策略
    int rs;

    /* 
     * 对线程属性初始化
     * 初始化完成以后，pthread_attr_t 结构所包含的结构体
     * 就是操作系统实现支持的所有线程属性的默认值
     */
    rs = pthread_attr_init (&attr);
    assert (rs == 0);     // 如果 rs 不等于 0，程序 abort() 退出

    /* 获得当前调度策略 */
    int policy = api_get_thread_policy (&attr);

    /* 显示当前调度策略的线程优先级范围 */
    printf ("Show current configuration of priority\n");
    api_show_thread_priority(&attr, policy);

    /* 获取 SCHED_FIFO 策略下的线程优先级范围 */
    printf ("show SCHED_FIFO of priority\n");
    api_show_thread_priority(&attr, SCHED_FIFO);

    /* 获取 SCHED_RR 策略下的线程优先级范围 */
    printf ("show SCHED_RR of priority\n");
    api_show_thread_priority(&attr, SCHED_RR);

    /* 显示当前线程的优先级 */
    printf ("show priority of current thread\n");
    int priority = api_get_thread_priority (&attr);

    /* 手动设置调度策略 */
    printf ("Set thread policy\n");

    printf ("set SCHED_FIFO policy\n");
    api_set_thread_policy(&attr, SCHED_FIFO);

    printf ("set SCHED_RR policy\n");
    api_set_thread_policy(&attr, SCHED_RR);

    /* 还原之前的策略 */
    printf ("Restore current policy\n");
    api_set_thread_policy (&attr, policy);

    /* 
     * 反初始化 pthread_attr_t 结构
     * 如果 pthread_attr_init 的实现对属性对象的内存空间是动态分配的，
     * phread_attr_destory 就会释放该内存空间
     */
    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 实时线程优先级问题——数值越大优先级越高吗？

2012-06-03 15:14:23| 分类： linux内核开发 |字号订阅

今天查看了linux下的实时线程，FIFO和RR策略的调度，遇到一个问题：

priority越大优先级越高呢？还是越小越高呢？

回答这个问题要明白一个问题，首先，linux2.6内核将任务优先级进行了一个划分：

0——99 实时进程

100——139 非实时进程

现在，这个划分是起决定作用的，而且一定是数值越小，优先级越高。

但是，有时候从网上会看到优先级数值越大，优先级越高？这又是怎么回事？难道有一种说法错了吗？

实际的原因是这样的，对于一个实时进程，他有两个参数来表明优先级——prio 和 rt_priority，

prio才是调度所用的最终优先级数值，这个值越小，优先级越高；

而rt_priority 被称作实时进程优先级，他要经过转化——prio=MAX_RT_PRIO - 1- p->rt_priority;

MAX_RT_PRIO = 99;这样意味着rt_priority值越大，优先级越高；

而内核提供的修改优先级的函数（pthread_attr_setschedparam），是修改rt_priority的值，所以越大，优先级越高。

所以用户在使用实时进程或线程，在修改优先级时，就会有“优先级值越大，优先级越高的说法”，也是对的。

http://bbs.chinaunix.net/thread-1996337-1-1.html
关于进程时间片的计算
进程的时间片time_slice是基于进程静态优先级的。
静态优先级越高（值越小），时间片就越大。
计算时间片是通过函数task_timeslice()（kernel/sched.c）来完成的。
通过优先级来计算时间片的等式为：
timeslice=MIN_TIMESLICE+((MAX_TIMESLICE-MIN_TIMESLICE)*(MAX_PRIO-1-(p)->static_prio)/(MAX_USER_PRIO-1))
这样的话就可以将100~139 的优先级映射到200ms~10ms 的时间片上去，优先级数值越大，则分配的时间片越小。
在Kernel2.6中时间片的计算是分散的，具体的计算既可以用task_timeslice()，也可以用其他方法。
进程创建时，将父进程的时间片分一半给子进程，同时父进程的时间片减半。
进程用完时间片以后，需要重新计算时间片，并将进程插入到相应的运行队列。
进程退出时，根据first_timeslice的值来决定是否将子进程的时间片返还给父进程。
平均等待时间sleep_avg
平均等待时间sleep_avg既决定了进程优先级，又影响了进程交互程度。
进程的平均等待时间（以nanosecond 为单位），在0 到NS_MAX_SLEEP_AVG 之间取值，初值为0。
这个值是动态优先级计算的关键因子，sleep_avg 越大，计算出来的进程优先级也越高（数值越小）。

------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------