linux 系统 公平调度算法

Linux系统中的公平调度算法，特别是Completely Fair Scheduler（CFS），是一种用于管理进程调度和时间片分配的算法。CFS的主要目标是确保每个进程都能公平地获得CPU时间，避免某些进程长时间占用CPU导致其他进程“饿死”的情况。以下是关于CFS的详细介绍：

CFS的基础概念

• 虚拟运行时间（vruntime）：CFS通过计算每个进程的虚拟运行时间来决定哪个进程应该获得CPU时间。虚拟运行时间反映了进程已经使用的CPU时间，但增长速度会根据进程的优先级进行调整，确保高优先级进程不会永远优先执行。
• 红黑树结构：CFS使用红黑树来管理进程队列，这是一种自平衡的二叉搜索树，可以快速找到具有最小虚拟运行时间的进程，从而提高调度效率。

CFS的优势

• 公平性：CFS通过虚拟运行时间和权重机制，确保每个进程都能获得公平的CPU时间。
• 效率：CFS使用红黑树结构，使得进程的插入、删除和查找操作在对数时间内完成，提高了调度效率。
• 响应性：CFS在保证公平性的同时，也能保证系统的响应性，适用于大多数通用用途的系统。

CFS的应用场景

• 通用用途的系统：对于大多数日常使用的系统，如服务器、嵌入式设备和个人计算机等，CFS能够提供良好的性能和用户体验。
• 动态变化的工作负载：CFS能够适应工作负载的变化，确保在负载波动时仍能保持公平调度。