Linux线程优先级

我不是女神ヾ 2022-11-05 05:17 233阅读 0赞

## Linux线程优先级范围 ##

Linux定义线程优先级范围在头文件<linux/sched.h>

/*
     * Priority of a process goes from 0..MAX_PRIO-1, valid RT
     * priority is 0..MAX_RT_PRIO-1, and SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH
     * tasks are in the range MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1. Priority
     * values are inverted: lower p->prio value means higher priority.
     *
     * The MAX_USER_RT_PRIO value allows the actual maximum
     * RT priority to be separate from the value exported to
     * user-space.  This allows kernel threads to set their
     * priority to a value higher than any user task. Note:
     * MAX_RT_PRIO must not be smaller than MAX_USER_RT_PRIO.
     */
    
    #define MAX_USER_RT_PRIO    100
    #define MAX_RT_PRIO         MAX_USER_RT_PRIO
    
    #define MAX_PRIO            (MAX_RT_PRIO + 40)
    #define DEFAULT_PRIO        (MAX_RT_PRIO + 20)

## Linux线程调度策略 ##

Linux定义线程调度策略在头文件<linux/sched.h>

#define SCHED_NORMAL    0
    #define SCHED_FIFO      1
    #define SCHED_RR        2
    #define SCHED_BATCH     3
    /* SCHED_ISO: reserved but not implemented yet */
    #define SCHED_IDLE      5

*  SCHED\_NORMAL即为SCHED\_OTHER：采用分时调度策略。
 *  SCHED\_FIFO：采用实时调度策略，且先到先服务，一直运行直到有更高优先级任务到达或自己放弃。
 *  SCHED\_RR：采用实时调度策略，且时间片轮转，时间片用完，系统将重新分配时间片，并置于就绪队列尾。
 *  SCHED\_BATCH：针对批处理进程。
 *  SCHED\_IDLE：使用此调度器的进程的优先级最低。在实现CFS时引入。

## shell下查看线程优先级 ##

*  top命令

PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                                          
        1 root      20   0  2804 1576 1192 S  0.0  0.3   0:00.97 init                                                                           
        2 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 kthreadd                                                                       
        3 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 migration/0                                                                    
        4 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.02 ksoftirqd/0                                                                    
        5 root      RT   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.00 watchdog/0                                                                     
        6 root      20   0     0    0    0 S  0.0  0.0   0:00.06 events/0

PR为线程优先级，范围\[0, 40)，实时优先级的线程显示为RT。值越小优先级越高 NI为Nice值，范围\[-20, 20)，PR值为初始线程优先级加上Nice值。PR 和 NI 值都是从 proc文件系统中读取得到 “/proc/\[pid\]/stat”

cat /proc/1/stat
    1 (init) S 0 1 1 0 -1 4202752 4680 154640 23 343 6 136 154 151 20 0 ...
    cat /proc/3/stat
    3 (migration/0) S 2 0 0 0 -1 2216730688 0 0 0 0 0 0 0 0 -100 0  ...

通过man proc 查看stat的第18项和第19项的说明如下

priority %ld
    (18) (Explanation for Linux 2.6) For processes running a real-time scheduling policy (policy below; see sched_setscheduler(2)), 
    this is the negated scheduling priority, minus one; that is, a number in the range -2 to -100, corresponding to real-time priorities 1 to 99. 
    For processes running under a non-real-time scheduling policy, this is the raw nice value (setpriority(2)) as represented in the kernel. 
    The kernel stores nice values as numbers in the range 0 (high) to 39 (low), corresponding to the user-visible nice range of -20 to 19.
    
    Before Linux 2.6, this was a scaled value based on the scheduler weighting given to this process.
    
    nice %ld
    (19) The nice value (see setpriority(2)), a value in the range 19 (low priority) to -20 (high priority).

*  ps命令

c@c-desktop:~$ ps -el
    F S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
    4 S     0     1     0  0  80   0 -   702 poll_s ?        00:00:01 init
    1 S     0     2     0  0  80   0 -     0 kthrea ?        00:00:00 kthreadd
    1 S     0     3     2  0 -40   - -     0 migrat ?        00:00:00 migration/0
    1 S     0     4     2  0  80   0 -     0 ksofti ?        00:00:00 ksoftirqd/0
    5 S     0     5     2  0 -40   - -     0 watchd ?        00:00:00 watchdog/0
    1 S     0     6     2  0  80   0 -     0 worker ?        00:00:00 events/0

这里的PRI为什么和top的PR不一样呢，通过查看procps源代码找到了原因

In linux procps, the column labeled "PRI" in ps -l is -o opri
    c@c-desktop:~$ ps -e -o pid,pri,opri,intpri,priority,ni,cmd
      PID PRI PRI PRI PRI  NI CMD
        1  19  80  80  20   0 /sbin/init
        2  19  80  80  20   0 [kthreadd]
        3 139 -40 -40 -100  - [migration/0]
        4  19  80  80  20   0 [ksoftirqd/0]
        5 139 -40 -40 -100  - [watchdog/0]
        6  19  80  80  20   0 [events/0]

procps/output.c中含有具体说明

// "priority"         (was -20..20, now -100..39)
    // "intpri" and "opri" (was 39..79, now  -40..99)
    // "pri_foo"   --  match up w/ nice values of sleeping processes (-120..19)
    // "pri_bar"   --  makes RT pri show as negative       (-99..40)
    // "pri_baz"   --  the kernel's ->prio value, as of Linux 2.6.8     (1..140)
    // "pri"               (was 20..60, now    0..139)
    // "pri_api"   --  match up w/ RT API    (-40..99)

## shell下修改线程优先级 ##

*  nice命令

nice命令可以指定线程加载时的Nice值，来改变线程优先级。nice -n \[priority\] \[command\] 输入的优先级超过19时取19，小于-20时取-20。

root@c-desktop:~/Code# nice -n -20 ./a.out &
    root@c-desktop:~/Code# ps -o pid,priority,ni,cmd
      PID PRI  NI CMD
     2138   0 -20 ./a.out
    
    root@c-desktop:~/Code# nice -n 19 ./a.out &
    root@c-desktop:~/Code# ps -o pid,priority,ni,cmd
      PID PRI  NI CMD
     2145  39  19 ./a.out

*  renice命令

renice命令可以改变运行中线程的Nice值，进而改变线程的优先级。renice -n \[priority\] -p \[pid\] 输入的优先级超过19时取19，小于-20时取-20。

root@c-desktop:~/Code# ps -o pid,priority,ni,cmd
      PID PRI  NI CMD
     2145  39  19 ./a.out
    
    root@c-desktop:~/Code# renice -n -20 -p 2145
    2145: old priority 19, new priority -20
    
    root@c-desktop:~/Code# ps -o pid,priority,ni,cmd
      PID PRI  NI CMD
     2145   0 -20 ./a.out

![虚线阴影分割线][a543e0584a5a2dc3dbfe04bd9ed8aaf3.png]

![7b4468a2db733dc132edec6ecb2887b9.png][]

5T技术资源大放送！包括但不限于：C/C++，Arm, Linux，Android，人工智能，单片机，树莓派，等等。在公众号内回复「peter」，即可免费获取！！

![9d3fa10b6b2358f18712c562f1891867.gif][] **记得点击****分享****、****赞****和****在看****，给我充点儿电吧**

[a543e0584a5a2dc3dbfe04bd9ed8aaf3.png]: /images/20221023/176dc5b4185c431197835c1b4b7604a4.png
[7b4468a2db733dc132edec6ecb2887b9.png]: /images/20221023/984357def16443699cf2627398e4a03d.png
[9d3fa10b6b2358f18712c562f1891867.gif]: /images/20221023/def81102deed4f818327c014997190df.png