目录
一、前言
二、优先级的基本概念
🥝 什么是优先级?
🍍 为什么要有优先级?
三、如何查看并修改 --- 进程优先级
🍇 PRI and NI
🔥PRI🔥
🔥NI🔥
🍉 优先级极限测试
五、共勉
一、前言
进程优先级是操作中的一个重要概念,我们知道 一个 CPU 只能同时运行一个进程,而进程是由很多个的,所以需要存在进程优先级来确定进程获取 CPU 资源的顺序。那么话不多说,开启我们 进程优先级 的话题。
二、优先级的基本概念
🥝 什么是优先级?
在日常生活中,我们有很多排队的场景,公路上等红灯,在医院挂号,或者是在食堂吃饭等等,但是我们在公路上救护车可以无视红灯,医院里急诊病人可以优先挂号,以及食堂里老师肆意的插队…
这些需要排队的事物,就可以看作进程,而像救护车,急诊病人,以及食堂的老师等等,这些都是具有优先权的象征,为什么要有优先权呢?一定是有更重要的事情去做。
所以,此时就可以延申到 进程 ---- 的优先级是什么?
- 进程要访问某种资源,进程通过一定的方式(排队),确认享受资源的先后顺序。
相信细心的你也发现了,优先级不就是我们前面学习的 ---- 权限吗?
- 其实 优先级 和 权限 是有区别的:权限决定的是 --- 能不能的问题,而优先级是决定 --- 先后顺序的问题。
🍍 为什么要有优先级?
如果我们食堂的窗口远大于人数,如果我们自习室里的座位非常多,人却非常少,我们是不需要排队的,也就是说,当资源充足的时候,我们并不需要排队。
--------------所以,优先级产生的本质是因为 ----- 【资源相对比较少】!
所以呢,优先权高的进程有优先执行权利,有了优先级;才能使得一些重要的进程被率先执行
三、如何查看并修改 --- 进程优先级
知道了进程优先级的基本概念后,我们来Linux中看看它到底是个什么东西呢?
- 我们可以对 运行起来的进程 使用下列指令去查看其优先级
ps -al
此处我们要关注的是以下几个重要信息:
- UID : 代表执行者的身份
- PID : 代表这个进程的代号
- PPID :代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的,亦即父进程的代号
- PRI :代表这个进程可被执行的优先级,其值越小越早被执行
- NI :代表这个进程的nice值
🍇 PRI and NI
那我们重点来讲解一下这两个信息值
- 对于
PRI
还是比较好理解的,即 进程的优先级,或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序,此值越小进程的优先级别越高 - 那
NI
呢? 就是我们所要说的 nice 值了,其表示进程可被执行的优先级的修通俗简单一点来讲呢,就是进程的 nice 值不是进程的优先级,他们不是一个概念,但是进程nice值会影响到进程的优先级变化。
为了更直观的看到优先级,我们可以执行下面的代码:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
while(1)
{
printf("this is a process, pid=%d\n", getpid());
sleep(1);
}
return 0;
}
🔥PRI🔥
我们让改程序跑起来变为进程,我们使用如下命令查看 进程属性:
ps -la#显示当前用户的所有进程
我们看到,横着 的 紫色 框是我们启动的进程,竖着的 紫色 框有一栏叫做 PRI 的数值,其实 PRI 就是 priority ,优先权的意思。
竖着 紫色 里是优先级,而优先级具有数值,那么就一定是 task_struct 里的一个属性:
struct task_struct
{
int PRI;//优先级
//...
}
而我们运行自己写的程序,查询改进程的权限为80,这也就说明 Linux下进程的优先级本质就是数字。
其实Linux下优先级是可以被修改的,修改范围为 [60, 99] 这40范围内,且 进程的默认权限值是80。而优先级 数字越小,表示该进程的 优先级越高!
🔥NI🔥
我们清楚了进程的优先级是什么,以及为什么,接下来我们看一下到底该怎么做?
运行上面的程序,打印出进程的pid,使用 top 命令进入到 Linux任务管理器:
top#进入任务管理器
- 接下去按下
R/r
之后,就会跳出来下面这句话,这里的renice
指的就是要重新修改进程,此时 shell 正在等待我们输入进程的 PID 值,那我们就可以输入上方的 5479
PID to renice [default pid = 1]
- 然后呢,我们看到 shell 又在等待我们输入需要更改的
nice
值
Renice PID 25761 to value
- 输入要修改的值即可,比如,这里我输入10:
- 这个时候再使用ps查看,就会发现进程的PRI这一项变为了90,但是我们发现,不仅仅是PRI这一栏变了,还有一栏叫做 NI 的值也变了,而且还刚刚好是我们输入的数值!
其实,Linux系统支持用户调整优先级,但并 不是让用户直接修改 pri 值,而是修改 nice 值。而 nice 值 不是 优先级,而是 优先级的 修正数据。
- 所以真正的优先级应该是:pri = pri(old) + nice ;(old指老的优先级)
- 所以我们刚刚 修改的并不是优先级,而是nice值。
🍉 优先级极限测试
进程的优先级真的只能在 [60,99] 这个范围呢移动吗?如果不相信,我们可以来做一下极值测试:
我们将程序的进程值调到 尽可能的大:
- nice值变为19,pri变为99,就是我们给出的最大范围。
- 如果我们把nice值设置为-10:
我们发现,进程的pri变为了70,但是我们刚才不是刚把进程的优先级调至为99吗?
- 其实这是因为:pri(old),是指老的优先级,这个优先级永远是80! 所以再次调整时,还是从80开始变化。
- 我们把nice值设置为极小:
- 进程的pri果然为60,所以nice值的范围就是 [-20, 19] 。
可能你会有疑问,为什么要给进程优先级加上限制范围呢?
- 如果不加限制,把自己的优先级调整的非常高,别人的优先级非常低,又因为OS是根据进程的pri来执行先后顺序的,这样做可能就会打乱操作系统执行顺序。
- 这样常规进程就很难分配到资源,是不是有点 “兴,百姓苦,亡,百姓苦” 的感觉了,其实这就是一种 进程饥饿 的问题。
为了尽量避免进程饥饿的问题,现在的任何分时操作系统,都是较为公平的进行调度。
五、共勉
以下就是我对【Linux系统编程】Linux下进程优先级 的理解,如果有不懂和发现问题的小伙伴,请在评论区说出来哦,同时我还会继续更新【Linux系统编程】,请持续关注我哦!!!