一篇文章全面了解Linux进程调度
进程调度是确保进程能有效工作的一个内核子系统，决定哪个进程可以投入运行，可以运行多长时间。进程和线程在创建到销毁的过程中，会经历创建、就绪、执行、阻塞、终止五种状态的转换。多任务操作系统可以分为非抢占式和抢占式两种，其中抢占式操作系统可以让多个进程处于阻塞或者睡眠状态，这些进程不会真正运行，直到等待的条件（例如键盘输入、网络数据到达、定时器）就绪。进程相关的数据结构主要包括task_struct，进程状态、pid和tgid、进程内核栈、进程标记、进程的父子、兄弟关系等。内核线程是直接由内核本身启动的进程，用于执行周期性的任务。调度器的实现基于周期性调度器函数和主调度器函数，其中周期性调度器函数负责管理内核中与整个系统和各个进程的调度相关的统计量，而主调度器函数则负责执行调度过程。Linux进程调度机制的历史经历了从Linux1.0到2.6的演变，引入了O(1)调度器和完全公平调度算法（CFS）。进程调度策略需要在响应时间和吞吐量之间寻求平衡，Linux更加倾向于优先调度I/O消耗型进程，以缩短响应时间。进程按优先级可分为硬实时进程、软实时进程、普通进程，Linux采用了两种不同的优先级范围：nice值和实时优先级。时间片是一个数值，用来表示进程被抢占前，能够持续运行的时间。调度器类是Linux以模块的方式提供的调度器，以便不同类型的进程可以选择不同的调度算法。目前Linux提供了以下调度器类：完全公平调度器类（CFS）、实时调度器类（RT）和Deadline调度器。完全公平调度类（CFS）使用红黑树来组织可运行进程队列，排序依据为虚拟运行时间vruntime。实时调度类（RT）按照POSIX标准的强制要求，除了“普通”进程之外，Linux还支持两种实时调度器类，分别是循环进程（SCHED_RR）和先进先出进程（SCHED_FIFO）。
