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第二章 --进程调度

上一章已经详细的介绍了进程和进程管理的概念，这一章的主题在操作系统能否“完美”的工作方面占有最主要的地位。很明显，根据名字我们就能看出来，就是内核去调度进程的执行。怎样去调度进程？为什么会是那样？好吧，这篇文章就是介绍这些主题的。

1.多任务

现在的操作系统都是多任务的，也就说多个任务（进程）能够并发的执行。注意，这里用到的词是“并发”，而不是并行。并发：是指多个任务轮流占用资源执行，但是它们之间的切换是快速的，看起来就好像是同时执行一样。由于处理器的限制，即使在内存中现在有100个进程，而且都不阻塞，同一时间，它们也只能有一个进程处于运行状态，其余的是就绪状态。

多任务操作系统分为两种：抢占式多任务和非抢占式多任务。由于非抢占式多任务效率极其低下，特别是平衡不了实时进程和普通进程之间的关系，几乎退出了现在的市场。我们平时用的操作系统普遍支持抢占。因为，这样不仅使得计算机的反应加快，更能保证高吞吐量的实现。它的含义也就是字面上的解释，即一个进程在执行的过程中，另一个“有资格”的进程打断它的执行（称之为抢占），变成运行状态的过程。

2.I/O消耗型和处理器消耗性的进程

在操作系统运行的过程中，存在两种表现不同的进程。I/O消耗性表现为，大部分时间是在等待I/O传输的完成，很少一部分时间是在使用CPU，这里最经典的例子就是输入法；处理器消耗性进程是指很少的时间等待I/O的完成，大部分时间是利用CPU的运算，这里经典的例子是图像处理程序和Matlab计算程序。

这样也就会存在一些矛盾的地方。应该给谁多一些的处理器时间，怎样分配是比较合理的。也许你会说，既然处理器消耗性的进程需要更多的处理器时间，应该给他分配更多的CPU，但是，如果不给I/O消耗型的进程分配更多的处理器时间，那么它的反应会相当的慢，举一个夸张的例子，当你向键盘输入一个字符之后，一秒之后才在显示器上显示，这显然是我们不能接受的。相反，计算程序即使是多一秒或者甚至是多十秒完成，我们似乎都是可以接受的，毕竟我们在等待计算完成时已经等了很久。所以，在Linux中实现的策略是给I/O消耗性的进程分配更多的处理器时间。

3.进程优先级

不同的进程是有不同的优先级的，这似乎很正常。因为，在不同的时间里，肯定有进程要求尽快能得到执行的机会。这里的优先级也是分为两种的。

3.1 实时优先级

它的优先级范围从 0 -- 99，数字越大，优先级越高，能尽快得到处理的机会就会越到，而且通常这意味着它也能获得更多的处理器时间。

3.2 nice值

我们可能在程序中见过这样的语句 nice(5); 这里就是给当前进程的优先级计数加上5，注意，这里并不是提高了它的优先级，反而，这样会降低当前进程的优先级。nice值的范围是 -20 -- 19。默认情况下，创建的普通进程优先级为 0 。

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Linux内核研讨- 第二章