linux中進程有優先權

linux中進程有優先權。 Linux是一個多用戶、多任務的作業系統，系統中通常運行著非常多的進程，但CPU在一個時鐘週期內只能運算一條指令；哪個進程應該先運算，誰應該後運算呢？這就需要由進程的優先權來決定了。在Linux系統中，表示進程優先權的有兩個參數：Pri和Nice；行程優先權是PRI值不是Nice值，但是Nice值會影響優先權。

本教學操作環境：linux7.3系統、Dell G3電腦。

Linux-進程的優先權

Linux 是一個多用戶、多任務的作業系統，系統中通常運行著非常多的進程。但是CPU 在一個時脈週期內只能運算一條指令（現在的CPU 採用了多執行緒、多核心技術，所以在一個時脈週期內可以運算多條指令。 但是同時運算的指令數也遠小於系統中的進程總數），那問題來了：誰該先運算，誰該後運算呢？這就需要由進程的優先權來決定了。

• cpu分配資源的先後順序就是優先權

• #優先權高的行程有優先執行的權利，

• 可以讓行程運行在指定的cpu上，改善系統整體效能

#另外，CPU 在運算資料時，不是把一個整合算完成，再進行下一個進程的運算，而是先運算進程1，再運算進程2，接下來運算進程3，然後再運算進程1，直到進程任務結束。不僅如此，由於進程優先權的存在，進程並不是依次運算的，而是哪個進程的優先權高，哪個進程會在一次運算循環中被更多次地運算。

這樣說很難理解，我們換個說法。假設我現在有4 個孩子（進程）需要餵飯（運算），我更喜歡孩子1（進程1 優先級更高），孩子2、孩子3 和孩子4 一視同仁（進程2、進程3 和進程4 的優先順序一致）。現在我開始餵飯了，我不能先把孩子 1 餵飽，再餵其他的孩子，而是需要循環餵飯（CPU 運算時所有進程循環運算）。那麼，我在餵飯時（運算），會先餵孩子 1 一口飯，然後再去餵其他孩子。而且在一次循環中，先餵孩子 1 兩口飯，因為我更喜歡孩子 1（優先級高），而餵其他的孩子一口飯。這樣，孩子 1 會先吃飽（進程 1 運算得更快），因為我比較喜歡孩子 1。

檢視進程優先權

#1.使用ps-al，可以看行程的優先權

#2.PRI和NI

在Linux 系統中，表示進程優先權的有兩個參數：Priority 和Nice。

[root@localhost ~]# ps -le
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR  SZ WCHAN TTY    TIME  CMD
4 S   0   1    0 0  80  0    - 718     -   ? 00:00:01 init
1 S   0   2    0 0  80  0    -   0     -   ? 00:00:00 kthreadd
...省略部分输出...

其中，PRI 代表 Priority，NI 代表 Nice。這兩個值都表示優先權，數值越小代表該行程越優先被 CPU 處理。不過，PRI值是由核心動態調整的，使用者不能直接修改。所以我們只能透過修改 NI 值來影響 PRI 值，間接地調整進程優先權。

PRI 和NI 的關係如下：

PRI (最終值) = PRI (原始值) NI

其實，大家只需要記得，我們修改NI 的值就可以改變進程的優先權即可。 NI 值越小，進程的 PRI 就會降低，該進程就越優先被 CPU 處理；反之，NI 值越大，進程的 PRI 值就會増加，該進程就越靠後被 CPU 處理。

修改 NI 值時有幾個注意事項：

• NI 範圍是 -20~19。

• 一般使用者調整 NI 值的範圍是 0~19，而且只能調整自己的流程。

• 一般使用者只能調高 NI 值，而不能降低。如原本 NI 值為 0，則只能調整為大於 0。

• 只有 root 使用者才能設定行程 NI 值為負值，而且可以調整任何使用者的進程。

檢視檢視並修改nice值的指令

1.用top指令檢視並修改nice值

輸入top-按r ，輸入行程pid，輸入nice值。 （如果顯示拒絕提升的話，使用sudo提升top指令的權限）。

2.其他概念

• 競爭性：系統數目很多，但只有cpu數量少，甚至只有一個，所以進程之間是具有競爭屬性的。為了有效率地完成任務，更合理競爭相關資源，便具備了優先順序。

• 獨立性：多進程運行，需要獨享各種資源，所以多進程期間互不干擾。

• 並行：多個行程在多個cpu中進行，同時進行運行，稱為並行。

• 並發：多個進程在一個cpu上採用進程切換的方式，在一段時間內，讓多個進程得以推進，稱為並發。

進程優先權是PRI 值不是Nice 值，但Nice 值會影響優先權

PRI 也還是比較好理解的，即進程的優先權，或者通俗點說就是程式被CPU 執行的先後順序，此值越小進程的優先級越高。那 NI 呢？就是我們要說的 nice 值了，其表示進程可被執行的優先權的修正數值。如前面所說， PRI 值越小越快被執行，那麼加入 nice 值後，將會使得 PRI 變成： PRI(new)=PRI(old) nice 。

到目前為止，更需要強調一點的是，行程的 nice 值不是行程的優先權，他們不是一個概念，但是行程 nice 值會影響到行程的優先權變更。

透過調整 nice 值，更改行程優先權， nice 調整範圍是 -20~19 。

進程優先權與變動影響因素與原理

調度策略： RR 調度與FIFO 調度的進程屬於即時進程，以分時調度( OTHER )的進程是非即時進程。

FIFO （先進先出）和RR （時間片輪轉）用於實時進程， OTHER （分時調度）用於非實時進程；實時進程會搶佔普通進程; FIFO 會導致同優先權即時進程始終佔用CPU ， RR 會保證同優先權即時進程按時間片輪流執行。

即時進程優先權高於普通進程，即時進程使用靜態優先權調度、非即時進程使用動態優先權調度，非即時進程動態優先權透過 nice 調整、可能受 bonus 影響。

Linux進程有兩種優先權：普通進程優先權（使用SCHED_NORMAL 排程策略），以及即時行程優先權（使用SCHED_FIFO 或SCHED_RR 排程策略）

#不同排程策略的即時進程只有在相同優先權時才有可比性，任何時候，實時進程的優先權都高於普通進程

Linux對實時進程使用靜態優先權調度，對普通的進程（非實時進程），根據動態優先權進行調度。

即時進程，只有靜態優先權(在0~MAX_RT_PRIO-1 間，預設MAX_RT_PRIO 為100 ）, 核心不會再根據休眠等因素對其靜態優先權做調整;

即時行程0-99 號優先權每一個優先權對應一個優先權佇列（鍊錶），先執行數值高的對應的鍊錶（0號最低），可由後面所述的chrt 以及對應函數修改該優先權；

非即時行程靜態優先權可透過nice 值（ -20~19 ）調整： static_prio=MAX_RT_PRIO nice 20 。

nice 只影響非即時行程(靜態優先權在 100~139 之間)， nice 越大靜態優先權值越大，優先權越低。

非即時進程動態優先權根據靜態優先權和bonus 計算: dynamic_prio = max (100, min (static_prio - bonus 5, 139))

bonus 反映進程平均睡眠時間（範圍0~10 ），睡眠時間越多越可能是交互進程，每次輪到它運行時它就越可能不會使用完時間片再釋放cpu 。

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