进程优先级

进程要访问某种软硬件资源，此时进程需要通过一定的方式（排队），来确认享受某种资源的先后顺序。

优先级是确认先后问题，权限是确认能不能的问题。

资源有限。

PRI 优先级。
Linux默认优先级是80.
Linux优先级是可以被修改的，Linux的优先级的范围[60,99]，一共40个优先等级
优先级的本质是数字，数字越小，优先级越高

调整优先级
不建议用户自己对进程优先级进行修改。

修改nice值

• top - 任务管理器
• r
• 输入想要修改优先级的进程的pid
• 输入想要修改的优先级

Linux系统允许体哦阿正哟溴铵及，但是不能直接让你修改PRI，而是修改nice值。
nice值不是优先级，而是进程优先级的修正数据
PRI = PRI(old) + nice。

PRI(old)，老的优先级一直都是进程最初的优先级值。

nice值的取值范围：[-20 , 19]

Linux的优先级的调整是受限制的。
优先级较高的进程，优先得到资源，后续还有很多的进程产生，导致常规的进程很难享受到CPU资源。此时会出现进程饥饿问题。

任何分时操作系统，都要在调度上，保证较为公平的进行调度。

优先级可以调整，但是必须在可控范围内调整。

Linux下的调度算法

Linux2.6内核进程调度

• 一个CPU拥有一个runqueue
  • 如果有搓个CPU就要考虑进程个数的负载均衡问题

优先级

• 普通优先级：100~139
• 实时优先级：0~99

活动队列

• 时间片还没有结束的所有进程都按照优先级放在该队列
• nr_active：总共有多少个运行状态的进程
• queue[140]：一个元素就是一个进程队列，相同优先级的进程按照FIFO（先入先出）规则进行排队调度，数组下标就是优先级。
• 从该结构中，选择一个最合适的进程，过程：
  1. 从0下标开始遍历queue[140]
  2. 找到第一个非空队列，该队列必定为优先级最高的队列
  3. 拿到选中队列的第一个进程，开始运行，调度完成
  4. 遍历queue[140]的时间复杂度是常数，但是还是太低效了
• bitmap[5]：一共有140个优先级，所以一共有140个进程队列，为了提高查找非空队列的效率，就可以用5*32个比特位表示队列是否为空，这样大大提高了查找效率

过期队列

• 过期队列和活动队列的结构是与一摸一样的。
• 过期队列上放置的进程，都是时间片耗尽的进程
• 当活动队列上的进程都被处理完毕之后，对过期队列的进程进行时间片重新计算

active指针 和 expired指针

• active指针永远指向的是活动队列

• expired指针永远指向过期队列

• 可是活动队列上的进程会越来越少，过期队列上的进程会越来越多，因为进程时间片到期时一直都存在的。

• 当活动队列上的进程运行完毕之后，只需要交换active指针和expire指针的内容，就相当于具有了一批新的活动进程。

  在系统当中查找一个最合适调度的进程的时间复杂度是一个常数，不随着进程的增多而导致时间成本增加，我们称之为进程调度O(1)算法！

进程特性

• 竞争性：系统进程数目众多，而CPU资源只有少量的，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级。
• 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，这称之为并行。
• 并发：多个进程在一个CPU下采用高频的进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发。