是不是每个CPU核心都有一棵CFS的红黑树？

是的，每个CPU核心都有一棵CFS（Completely Fair Scheduler）的红黑树。

CFS是Linux内核中用于进程调度的一种调度器。它通过红黑树的数据结构来维护进程的运行队列，确保公平地分配CPU时间片给各个进程。

CFS调度器的红黑树中，每个节点代表一个进程或一个进程组，节点的位置代表了进程在红黑树中的优先级。节点的权重是根据进程的优先级、nice值以及进程消耗的CPU时间来计算的。

CFS调度器的优势是能够实现对进程的公平调度，确保每个进程都能够合理地获得CPU时间，避免了像早期的调度算法中的优先级反转等问题。

CFS调度器适用于各种类型的系统，尤其在多核心的系统中，可以更好地利用CPU资源，提高系统的响应速度和性能。

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Linux CFS调度器之虚拟时钟vruntime与调度延迟--Linux进程的管理与调度(二十六）

具体实现时，CFS通过每个进程的虚拟运行时间（vruntime）来衡量哪个进程最值得被调度。 CFS中的就绪队列是一棵以vruntime为键值的红黑树，虚拟时间越小的进程越靠近整个红黑树的最左端。...具体实现时，CFS通过每个进程的虚拟运行时间(vruntime)来衡量哪个进程最值得被调度. CFS中的就绪队列是一棵以vruntime为键值的红黑树，虚拟时间越小的进程越靠近整个红黑树的最左端。...->vruntime; /* 检测红黑树是都有最左的节点, 即是否有进程在树上等待调度 * cfs_rq->rb_leftmost(struct rb_node *)存储了进程红黑树的最左节点...虚拟时钟是红黑树排序的依据具体实现时，CFS通过每个进程的虚拟运行时间(vruntime)来衡量哪个进程最值得被调度....CFS中的就绪队列是一棵以vruntime为键值的红黑树，虚拟时间越小的进程越靠近整个红黑树的最左端。因此，调度器每次选择位于红黑树最左端的那个进程，该进程的vruntime最小.

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每个 CPU 都有一个运行队列，每个运行队列中有三个调度队列，task 作为调度实体加入到各自的调度队列中。 struct rq { .........rt_rq rt：RT调度队列 struct dl_rq dl：DL调度队列 cfs_rq：跟踪就绪队列信息以及管理就绪态调度实体，并维护一棵按照虚拟时间排序的红黑树。...如上图所示，红黑树的左节点比父节点小，而右节点比父节点大。所以查找最小节点时，只需要获取红黑树的最左节点即可。...CFS 红黑树最左边节点获取一个调度实体。...->tasks_timeline, leftmost); } 从红黑树中找到 se 所应该在的位置以 se->vruntime 值为键值进行红黑树结点的比较将新进程的节点加入到红黑树中为新插入的结点进行着色

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CFS调度器（1）-基本原理

run_node：CFS调度器的每个就绪队列维护了一颗红黑树，上面挂满了就绪等待执行的task，run_node就是挂载点。 on_rq：调度实体se加入就绪队列后，on_rq置1。...tasks_timeline：用于跟踪调度实体按虚拟时间大小排序的红黑树的信息（包含红黑树的根以及红黑树中最左边节点）。...CFS维护了一个按照虚拟时间排序的红黑树，所有可运行的调度实体按照p->se.vruntime排序插入红黑树。如下图所示。 CFS选择红黑树最左边的进程运行。...随着系统时间的推移，原来左边运行过的进程慢慢的会移动到红黑树的右边，原来右边的进程也会最终跑到最左边。因此红黑树中的每个进程都有机会运行。现在我们总结一下。...CFS调度器使用sched_entity跟踪调度信息。CFS调度器使用cfs_rq跟踪就绪队列信息以及管理就绪态调度实体，并维护一棵按照虚拟时间排序的红黑树。

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【操作系统 OS】什么是Linux CFS？完全公平调度器是什么？

CFS 的主要特性：公平性 CFS 的核心理念是通过确保所有进程能够公平地获得 CPU 时间来实现公平调度。...如果发现红黑树中有虚拟运行时间更少的进程，则进行上下文切换，将 CPU 分配给该进程。时间片计算： CFS 动态计算每个进程的时间片，根据系统负载和进程优先级调整。...CFS 中如何使用红黑树？红黑树存储着系统中所有就绪进程（处于可运行状态但未在运行的进程），按照每个进程的虚拟运行时间（vruntime）排序。...CFS 如何定期检查红黑树 CFS 定期检查红黑树的主要目的是确定是否需要进行上下文切换（即更换运行中的进程）。...关键点总结时钟中断驱动：CFS 的调度检查主要由时钟中断触发，定期执行。红黑树的角色：红黑树帮助 CFS 快速找到最需要 CPU 时间的进程。

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调度器及CFS调度器

使用红黑树把进程按照绝对截止限期从小到达排序，每次调度时选择绝对截止期限最小的进程。如果限期进程用完了它的运行时间，它将让出处理器，并且把它从运行队列中删除。...每个CPU上都有一个空闲线程，即0号线程，空闲调度类优先级别最低，当没有其他进程可以调度的时候，才会调度空闲线程。...Linux采用红黑树保存调度实体，按照虚拟时间从小到大存储在红黑树中。调度器通过各个组件模块及一系列数据结构，来排序和管理系统中的进程。...dequeue_task_fair：当任务退出可运行状态时，用此函数将调度实体从红黑树中移除，完成出队。...：跟踪就绪队列信息以及管理就绪态调度实体，并且维护一棵按照虚拟时间排序的红黑树 tasks_timeline->rb_root（红黑树的根） tasks_timeline->rb_leftmost（

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CFS 调度器数据结构篇

调度是通过红黑树来管理进程的，这个是红黑树的节点 on_rq: 此值为1时，代表此进程在运行队列中 exec_start: 记录这个进程在CPU上开始执行任务的时间 sum_exec_runtime:...statistics：进程的统计信息红黑树红黑树大家肯定不陌生了，树左边节点的值永远比树右边接的值小。...在O(n)和O(1)的调度器中运行队列都是通过数组链表来管理的，而在CFS调度中抛弃了之前的数据结构，采用了以时间为键值的一棵红黑树。其中的时间键值就是进程的vruntime。...CFS维护了一课以时间为排序的红黑树，所有的红黑树节点都是通过进程的se.vruntime来作为key来进行排序。CFS每次调度的时候总是选择这棵红黑树最左边的节点，然后来调度它。...vruntime的值添加到红黑树的节点中。

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所有的系统调用进入内核只有一个入口,但进入以后就分道扬镳,各有各的服务历程;而分手是暂时的,最终还是会归到一处,do_fork就是它们的聚合点....CPU中运行...."主战场"是就绪队列,核心是调度算法,实质是进程的切换 O(1)调度: 将单链表变为多链表来实现,从O(n)降低到了O(1) 机制与策略分离完全公平调度---CFS, 没有了时间片的概念,而是分配...CPU使用的比例同一时刻,一个CPU上运行的进程只能有一个....当一个进程占用CPU的时候,其他进程必须等待使用到了红黑树 CFS中的就绪队列,就是一棵已虚拟时间为键值的红黑树, 虚拟时间越小的进程,越靠近红黑树的左端, 调度器每次选择位于红黑树左端的进程.

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揭秘进程调度：让你的程序有序跑起来

包含两种策略： FIFO（先进先出） RR（轮转） Linux进程调度策略完全公平调度器（CFS） CFS的核心思想是所有进程都应该获得相等的CPU时间。...CFS将CPU资源分成时间片，用红黑树来管理所有可运行的进程，保证每个进程都能获得公平的时间片。红黑树红黑树是一种自平衡的二叉查找树，一种特殊的数据结构。...在这棵树中，每个节点都有颜色属性，要么是红色，要么是黑色。因为它涉及多个操作的细节，比如插入、删除、旋转（左旋和右旋）、重新着色等，每个操作都必须维护红黑树的性质。...感兴趣的可以自行查阅，这里贴一个简单的算法示例。这个实现并不完整，主要用于展示红黑树操作的基本概念。...如果没有实时进程，按照CFS策略从红黑树中选择下一个运行的进程。

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linux进程调度算法-Completely Fair Scheduler

红黑树（RBTree）红黑树是一种自平衡二叉搜索树——一种通常用于实现关联数组的数据结构。它很复杂，但它的操作具有良好的最坏情况运行时间，并且在实践中是高效的。...它可以在 O(log n) 时间内进行搜索、插入和删除，其中 n 是树中元素的数量。在红黑树中，叶节点不相关，不包含数据。...这些叶子在计算机内存中不需要是显式的——空子指针可以编码这个子是叶子的事实——但是如果叶子确实是显式节点，它会简化一些在红黑树上操作的算法。...CFS 使用公平时钟和等待运行时来保持所有可运行任务按 rbtree 中的 rq->fair_clock – p->wait_runtime 键排序（参见红黑树侧栏）。...随着系统的前进，新唤醒的任务被越来越多地放入树中，越来越靠右——缓慢但肯定地让每个任务都有机会成为最左边的任务，从而在确定的时间内进入 CPU。

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Linux进程调度器的设计--Linux进程的管理与调度(十七）

另外，对于调度框架及调度器类，它们都有自己管理的运行队列，调度框架只识别rq（其实它也不能算是运行队列），而对于cfs调度器类它的运行队列则是cfs_rq（内部使用红黑树组织调度实体），实时rt的运行队列则为..., 表明是否处于CFS红黑树运行队列中，需要明确一个观点就是，CFS运行队列里面包含有一个红黑树，但这个红黑树并不是CFS运行队列的全部，因为红黑树仅仅是用于选择出下一个调度程序的算法。...，其CFS运行队列中存放的是此进程组中的进程，这些进程就不会在其他CFS运行队列的红黑树中被包含(包括顶层红黑树也不会包含他们，他们只属于这个进程组的红黑树) 在进程运行时, 我们需要记录消耗的CPU...CFS运行队列，其实很好理解，比如在根CFS运行队列的红黑树上有一个进程A一个进程组B，各占50%的CPU，对于根的红黑树而言，他们就是两个调度实体。...而为什么CPU0上有两个蓝色将被调度进程，将在组调度中解释。而为什么红黑树中又有一个子红黑树，我们将在调度实体中解释。

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一文搞懂 | Linux内核 CFS 调度器

而调度器（Scheduler）作为OS的核心组件——CPU时间的管理器，主要负责选择某些就绪的进程来执行。不同的调度器根据不同的方法挑选出最适合运行的进程。...CFS调度器没有将进程维护在运行队列中，而是维护了一个以虚拟运行时间为顺序的红黑树。红黑树的主要特点有：自平衡，树上没有一条路径会比其他路径长出俩倍。...，并作为红黑树的索引）。...unsigned long __rb_parent_color; struct rb_node *rb_right; struct rb_node *rb_left; }; 红黑树的每个节点都由...红黑树的叶子不包含信息，但是内部节点代表一个或多个可运行的任务。红黑树的根通过rb_root_cached结构中的rb_root引用，而该结构同时包含了红黑树的最左节点rb_leftmost的指针。

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Linux进程调度策略的发展和演变--Linux进程的管理与调度(十六）

与之前的Linux调度器不同，CFS没有将任务维护在链表式的运行队列中，它抛弃了active/expire数组，而是对每个CPU维护一个以时间为顺序的红黑树。...为了公平，CFS调度器会选择红黑树最左边的叶子节点作为下一个将获得cpu的任务。这样，树左侧的进程就被给予时间运行了。 4.3.2 tick中断在CFS中，tick中断首先更新调度信息。...4.3.3 红黑树键值计算理解CFS的关键就是了解红黑树键值的计算方法。该键值由三个因子计算而得：一是进程已经占用的CPU时间；二是当前进程的nice值；三是当前的cpu负载。...CFS中的虚拟时钟，只是数据结构不同而已，BFS用链表实现，CFS用红黑树实现。...使用virtual deadline，类似于CFS的virtual runtime的概念，然而不要红黑树，而采用了双向链表来实现，因为红黑树的插入效率不如链表插入效率，在pick-next算法上虽然红黑树占优势

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Linux 完全公平调度算法

如此类推，由于每个时间片都是相等的，所以理论上每个进程都能获得相同的CPU运行时间。这个算法看起来很不错，但存在两个问题：不能按权重分配不同的运行时间，例如有些进程权重大的应该获得更多的运行时间。...cfs_rq (可运行进程队列)：使用红黑树结构来保存内核中可以运行的进程。...从上图可以看出，所有 sched_entity 对象通过其 run_node 成员组成了一颗红黑树，这颗红黑树的根结点保存在 cfs_rq 对象的 task_timeline 成员中。...获取当前进程调度实体的虚拟运行时间。把当前进程调度实体添加到红黑树中（可参考红黑树的插入算法）。缓存红黑树最左端节点。对红黑树进行平衡操作（可参考红黑树的平衡算法）。...获取红黑树最左端节点 } 前面介绍过，红黑树的最左端节点就是虚拟运行时间最少的进程，所以 __pick_next_entity() 函数的流程就非常简单了，如下：首先调用 first_fair() 获取红黑树最左端节点

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Linux CFS调度器之pick_next_task_fair选择下一个被调度的进程--Linux进程的管理与调度(二十八）

pick_next_entity则从CFS的红黑树中摘取一个最优的进程, 这个进程往往在红黑树的最左端, 即vruntime最小, 但是也有例外, 但是不外乎这几个进程调度实体描述 left =..., line 544, 获取下一个节点的工作可以通过内核红黑树的标准操作rb_next完成 2.3.3 cfs_rq的last和next指针域在pick_next_entity的最后, 要把红黑树最左下角的进程和另外两个进程...__dequeue_entity(cfs_rq, se)把选中的下一个进程移出红黑树....的红黑树中删除 */ __dequeue_entity(cfs_rq, se); /* ...... */ } 尽管该进程不再包含在红黑树中, 但是进程和就绪队列之间的关联并没有丢失...每个cpu都有自己的运行队列, 如果当前cpu上运行的任务都已经dequeue出运行队列，而且idle_balance也没有移动到当前运行队列的任务，那么schedule函数中，按照stop > idle

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深入理解Linux内核进程的管理与调度(最详细)

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linux进程调度

SCHED_RR，时间片轮转调度，也是高优先级可以抢占低优先级，对于同优先级新来的排到队尾，每个进程都执行一个时间片，然后换下一个进程。...CFS为每个进程定义一个虚拟运行时间vruntime，每次总是选择vruntime最小的那个进程，进程得到处理机后变随着其运行时间的增加增加其vruntime。...se以其中的vruntime作为key存放到红黑树中，每次选择红黑树中最左端的结点即可。...红黑树看做是一个队列，每次从中取进程。完整调度每颗cpu都有一个运行队列rq，这个队列中又存在多个子队列例如rt_rq(实时运行队列),cfs_rq。...当cpu需要一个任务执行时，其会先按照优先级选择不同的调度类，不同的调度类操作不同的队列，例如rt_sched_class先被调用，其会在rt_rq中找下一个任务，只有找不到时才轮到fair_sched_class

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Linux CFS调度器之队列操作--Linux进程的管理与调度(二十七）

首先如果进程最近正在运行, 其虚拟时间时间仍然有效, 那么(除非它当前在执行中)它可以直接用__enqueue_entity插入到红黑树, 该函数徐娅萍处理一些红黑树的机制, 这可以依靠内核的标准实现...，因为它总是在红黑树的最左面。...如果这样，它将会占用大量的CPU时间，导致红黑树右边的进程被饿死。...新加进程应该在最近很快被调度，这样减少系统的响应时间，我们已经知道当前进程的vruntime越小，它在红黑树中就会越靠左，就会被很快调度到处理器上执行。...完成红黑树的插入如果进程最近在运行, 其虚拟时间是有效的, 那么它可以直接通过__enqueue_entity加入到红黑树 // enqueue_entity函数解析 /* 将进程插入到红黑树中

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linux 进程调度器（下） -- 调度器演进

针对每个 CPU，都有两组链表组成两个 hash 表，分别是 active RunQueue 和 expire RunQueue。...4.3 CFS 调度器的 pick-next 算法 CFS 调度器的执行过程与其选取下一个将要执行的任务的 pick-next 算法所依赖的数据结构息息相关，那就是 -- 红黑树。...红黑树拥有很强的自适应性，我们知道，有序的二叉树都有一个致命的弱点，那就是增、删、更新操作时，需要进行 rebalance，这是一个十分耗时的操作，例如在 AVL 树中，删除节点时，整个树结构的旋转次数都是...O(logN) 量级的，而红黑树则在最坏情况下只需要进行三次旋转，而增加节点时，红黑树则只需要至多进行两次旋转。...同时，红黑树虽然并不保证平衡，但它保证了有序，在 CFS 调度器中，pick-next 的红黑树中，key 是任务已经执行过的虚拟运行时间，这样一来，在公平原则的前提下，调度器只需要每次都选取最左子树的左叶子结点进行执行

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你的新进程是如何被内核调度执行到的？

CFS 调度器的核心思想是强调让每个进程尽量公平地分配到 CPU 时间即可，而不是实时抢占。。...如何动态管理这些虚拟时间不断在变化的进程，快速把虚拟时间最少的进程找出来。在 CFS 调度器中采用的解决办法是使用的是红黑树来管理任务。红黑树把进程按虚拟运行时间从小到大排序。...以下是 cfs_rq 对象的定义，其中的 rb_xx 就是红黑树相关的定义。 //file:kernel/sched/sched.h struct cfs_rq { ......//插入到红黑树中 rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline); } 五、调度时机前面我们讲述的过程全部是新进程创建发生的事情，...*cfs_rq = &rq->cfs; //从完全公平调取器红黑树中选择一个进程 se = pick_next_entity(cfs_rq); ... } 这样，下一个待运行的进程就被选出来了

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图解｜Linux 组调度

那么当进程数大于 CPU 核心数时，操作系统是如何同时运行这些进程的呢？这里就涉及进程调度问题。操作系统运行进程的时候，是按时间片来运行的。...由于进程组中的进程可能会在不同的 CPU 上运行，所以这里为每个 CPU 分配一个 sched_entity 结构。 cfs_rq：完全公平调度算法的运行队列。...完全公平调度算法在调度时是通过 cfs_rq 结构完成的，cfs_rq 结构使用一棵红黑树将需要调度的进程或者进程组组织起来，然后选择最左端的节点作为要运行的进程或进程组，详情可以参考文章：《Linux...parent、siblings、children：用于将系统中所有的进程组组成一棵亲属关系树。...task_group、sched_entity 和 cfs_rq 这三个结构的关系如下图所示：从上图可以看出，每个进程组都为每个 CPU 分配一个可运行队列，可运行队列中保存着可运行的进程和进程组。

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