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进程优先级
优先级修改
补充
进程切换
小知识
进程优先级
存在的本质原因:资源少,进程多。
linux中:
NI(nice):linux优先级修正数据。
PRI = PRI(固定位开始的值,80)+ NI NI(nice):-20~19,所以优先级一共40个级别。
进程优先级有范围原因:linux操作系统为分时操作系统,要尽可能保证公平公正,优先级要变,也要在可变的范围内变。
由于优先级调整导致进程得不到调度和CPU资源叫做进程调度饥饿问题。
优先级修改
top、nice、renice等命令和某些系统函数都可以修改进程优先级。
更改时直接对nice进行修改,不对PRI进行修改。
补充
进程性质:
1.竞争性:系统进程数目众多,而资源很少,所以进程之间有竞争性,为了高效完成任务,更合理竞争资源,便具有了优先级
2.独立性:多进程运行,需要独享各种资源,多进程运行期间互不干扰。
并行:多个进程在多个CPU下分别,同时进行运行。
并发:多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式,在一段时间内,让多个进程都得以推进。
时间片:当代计算机都是分时操作系统,每个进程都有它合适的时间片(就是一个计数器),时间片到达,进程就被操作系统从CPU中“拿出来”。
进程切换
旧版linux操作系统进程切换时,上下文数据会被保存到task_struct(进程的PCB结点)中,以便再次调度时可以从中断位置继续,新版上下文数据会被保存在内核栈中。
因为CPU的寄存器只有一套,对应不同进程的上下文数据有多份,所以切换时要取走当前进程上下文数据,换上新进程的上下文数据。
内核栈:每个进程在内核模式下运行,都有一个独立的内核栈,内核栈是进程在内核空间运行使用的栈,与用户空间的栈是分开的。
进程的调度依据:进程状态+进程优先级
一个CPU,一个运行队列
上面的蓝框和红框为同一种结构体,具体实现中是一个大小为2的结构体数组,使用active指针指向第一个数组(活跃进程队列),expired指针指向第二个数组(过期进程队列)流程注意事项见下图
nice调整的值在插入过期队列时才会使用,不会影响当前active队列,这样就不会出现调度饥饿情况。
进程队列:有下标为0~139位置,本质是一个位图,某个比特位的位置表示数组中第几个队列,某个比特位内容表明该队列是否为空。
PCB指针插入进程队列方式:在100~139位置按优先级(PRI+NI)插入,如果插入位置有指针,就插入到此位置末尾指针后,形成链表。
0~99用来实现实时操作系统。
小知识
1.操作系统分为:
分时操作系统:相对公平
实时操作系统:按优先级执行进程,且会执行完优先级高的再执行优先级低的。
2.return 返回的值是给父进程的,用来判断该进程任务执行情况。