Understanding the Linux Kernel: The Scheduler
16 days ago
- #EEVDF algorithm
- #Linux scheduler
- #task management
- Linux调度器负责管理CPU分配，决定每个核心上接下来运行哪个任务，在速度与公平性之间取得平衡。
- 它调度表示执行流的task_struct对象，进程和线程在内部结构相同但共享资源有所不同。
- Linux按优先级顺序使用调度类：停止类（stop）、截止时间类（deadline）、实时类（rt）、公平类（fair）、扩展类（ext）和空闲类（idle），其中公平类处理最常见的负载。
- 任务停止运行的方式包括自愿阻塞（例如等待I/O）或被TIF_NEED_RESCHED标志强制抢占，切换仅发生在安全点（如返回用户空间时）。
- 抢占由周期性时钟中断或唤醒事件触发，新就绪任务可能比当前任务更具执行资格。
- 上下文切换涉及保存/加载CPU状态，可能因缓存和TLB失效产生显著开销，因此调度器会尽量减少不必要的切换。
- 公平类采用EEVDF（最早合格虚拟截止时间优先）算法，基于虚拟运行时间、合格性和虚拟截止时间来确保公平性与低延迟。
- 虚拟运行时间（vruntime）通过任务权重（来自nice值）调整实际时间，权重高的任务虚拟运行时间增长更慢，从而获得更多CPU份额。
- 合格性机制确保任务仅在不超出其公平份额（基于平均虚拟运行时间）时才能运行，防止饥饿现象。
- 任务根据其虚拟运行时间加上时间片（按权重转换）获得虚拟截止时间，调度器选择合格任务中截止时间最早者，较短时间片的任务更受青睐以实现更低延迟。