进程调度的概念

Linux 系统是一个分时系统，内核给每个进程分一个时间片，该进程的时间片用完就会调度另一个进程执行。LINUX 系统上的调度程序属于多级反馈循环调度。该调度方法是，给一个进程分一个时间片，抢先一个运行超过时间片的进程，并把进程反馈到若干优先级队列中的一个队列。进程在执行完之前，要经过这样多次反馈循环。

进程调度分成两个部分，一个是调度的时机，即什么时候调度；一个是调度的算法，即如何调度和调度哪个进程。我们先来看看调度的算法，假设目前内核要求进行调度，调度程序从“在内存中就绪”和“被抢先”状态的进程中选择一个优先权最高的进程，如果有若干优先权一样高的进程，则在其中选择等待时间最长的进程。切换进程上下文，继续执行该进程。如果没有选择到进程，则不做操作，等待下一次调度时机的到来。

每一个进程都有一个用于调度的优先权域。进程的优先权由低到高粗略地分为用户优先权和内核优先权。每种优先权有若干优先权值（优先数）与其对应。每个优先权都有一个逻辑上与其相连的进程队列。进程从内核状态返回用户状态时被抢先，从而得到用户优先权。进程在内核算法sleep 中得到内核优先权。内核优先权高于用户优先权，即内核优先权和用户优先权之间存在一个阀值，所有用户优先权低于该阀值，而内核优先权高于该阀值。内核优先权中又划分为可中断和不可中断，即进程在收到一个软中断信号时，低内核优先权的进程可被唤醒，而有高内核优先权的进程继续睡眠。

计算一个进程优先权的时机是：内核将一个优先权值赋给一个将进入睡眠的进程，这个优先权值是固定的，且与睡眠原因相联系；另一个时机是，时钟处理程序每隔一定时间（如每隔1 秒）调整用户状态下的所有进程的优先权，并使内核运行调度算法。时钟处理程序还根据一个衰减函数，每秒一次的调整每个进程的最近CPU 使用时间。例如可按如下公式调整：

decay(CPU) = CPU/2;

再根据公式重新计算在“就绪”和“被抢先”状态下的每个进程的优先权值。

Priority = (“recent CPU usage”/constant) + (base priority) + (nice value);

其中constant 是个系统常量（一般取值为“2”）。base priority 值也是系统的一个常量，一般base priority取值为60。最后，nice 的值是由进程发出nice 调用时给出的值，这样就可以使得用户通过降低优先权而让出一些执行时间。只有超级用户才能指定提高优先权的nice 值。