linux 设置调度算法

在Linux操作系统中，进程调度是一个核心功能，它决定了哪个进程将获得CPU时间以及它们将获得多长时间。Linux内核支持多种调度算法，每种算法都有其特定的用途和优势。以下是一些常见的Linux调度算法：

1. 完全公平调度器（CFS，Completely Fair Scheduler）

• 基础概念：CFS是Linux内核2.6.23版本引入的默认调度器，旨在为每个进程提供公平的CPU时间。
• 优势：通过虚拟运行时间（vruntime）来衡量进程的CPU使用情况，确保所有进程都能公平地获得CPU时间。
• 应用场景：适用于大多数通用计算场景。

2. 实时调度策略

Linux内核支持两种实时调度策略：

• SCHED_FIFO：先进先出调度，适用于需要严格实时性的任务。
• SCHED_RR：轮转调度，类似于SCHED_FIFO，但每个进程都有时间片限制。

实时调度策略的优势和应用场景：

• 优势：提供硬实时保证，确保关键任务在规定时间内完成。
• 应用场景：适用于嵌入式系统、机器人控制、工业自动化等需要严格实时响应的场景。

设置调度算法

在Linux系统中，可以通过chrt命令或直接修改进程的调度策略和优先级来设置调度算法。

使用chrt命令：

# 查看当前进程的调度策略和优先级
chrt -p <PID>

# 设置进程的调度策略为SCHED_FIFO，优先级为50
chrt -f 50 <PID>

# 设置进程的调度策略为SCHED_RR，优先级为50
chrt -r 50 <PID>

# 设置进程的调度策略为CFS，默认优先级
chrt -o <PID>

直接修改进程的调度策略和优先级：

#include <sched.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    pid_t pid = getpid();
    struct sched_param param;

    // 设置调度策略为SCHED_FIFO
    param.sched_priority = 50;
    if (sched_setscheduler(pid, SCHED_FIFO, &param) == -1) {
        perror("sched_setscheduler");
        return 1;
    }

    printf("Scheduler set to SCHED_FIFO with priority 50
");
    return 0;
}

常见问题及解决方法

1. 调度策略设置失败：
   • 原因：权限不足，只有root用户才能设置实时调度策略。
   • 解决方法：使用sudo提升权限。

• 进程优先级过高导致系统不稳定：
  • 原因：实时调度策略的优先级过高，可能会抢占其他关键任务的CPU时间。
  • 解决方法：合理设置进程优先级，避免过高的优先级。
• 调度器切换导致的性能问题：
  • 原因：频繁切换调度器或调度策略可能导致系统性能下降。
  • 解决方法：选择合适的调度策略，并尽量减少不必要的调度器切换。

通过合理设置调度算法，可以优化系统性能，确保关键任务得到及时处理。