作為操作系統中最小的執行單元，線程和進程的優先級決定了它們在CPU上被調度執行的順序
本文旨在深入探討Linux內核中的優先級機制，包括其定義、分類、調整方法及其對系統性能的影響
一、線程優先級的基本概念 線程是操作系統中最小的執行單元，它代表了一條獨立的執行路徑
在Linux內核中，線程的優先級決定了線程在CPU上被調度執行的順序
優先級高的線程在競爭CPU資源時更有可能被調度執行，而優先級低的線程則可能面臨較長的等待時間
在Linux內核中，線程的優先級取值范圍通常是0到139，其中0代表最高優先級，139代表最低優先級
線程的優先級是通過nice值和實時優先級兩種方式進行調度的
1.nice值：nice值是一個范圍在-20到19之間的整數，表示線程相對于其他線程的優先級
nice值越小，優先級越高；nice值越大，優先級越低
默認情況下，普通進程的nice值為0
通過調整nice值，可以相對地改變線程的優先級，從而優化系統的性能
2.實時優先級：實時優先級是一個范圍在0到99的整數，表示線程的絕對優先級
實時優先級的優先級高于nice值，任何實時的線程優先級都高于普通的線程
實時優先級用于確保對時間敏感的任務（如音頻和視頻處理）能夠得到及時的處理
二、進程優先級的分類與調度策略 在Linux系統中，進程和線程的優先級管理密切相關
進程優先級用于確定在資源競爭的情況下，哪個進程將被操作系統調度為下一個運行的進程
進程優先級允許操作系統根據進程的相對重要性和需求來分配有限的系統資源
Linux內核提供了多種調度策略，以滿足不同類型任務的需求
其中，最常見的調度策略包括： 1.SCHED_OTHER：分時調度策略，適用于普通用戶進程
在這種策略下，進程的優先級是通過nice值來調整的
2.SCHED_FIFO：實時調度策略，先到先服務
一旦占用CPU則一直運行，直到有更高優先級任務到達或自己放棄
這種策略適用于對時間敏感的任務，如音頻和視頻處理
3.SCHED_RR（Round Robin）：實時調度策略，與SCHED_FIFO類似，但提供了時間片輪轉機制，以防止某個實時進程長時間占用CPU
三、如何調整和管理優先級 在Linux系統中，可以使用多種方法來調整和管理優先級，以滿足不同場景下的需求
1.使用nice命令：nice命令用于在啟動進程時設置其nice值
通過調整nice值，可以相對地改變進程的優先級
例如，使用`nice -n 10my_program`命令啟動一個程序，將其nice值設置為10，從而降低其優先級
2.使用top和renice命令：top命令是一個實時監控系統資源和進程狀態的工具
在top命令中，可以按下r鍵，然后輸入進程的PID和新的nice值，以動態地調整進程的優先級
renice命令也可以用于修改已經運行的進程的nice值
3.設置實時優先級：對于需要實時響應的任務，可以使用`chrt`命令來設置其實時優先級
例如，使用`chrt -f 90 my_real_time_program`命令將某個實時進程的優先級設置為90
4.配置CFS調度器：CFS（Completely Fair Scheduler）是Linux內核中的默認調度器，它采用了一種基于權重的調度算法，以確保所有進程都能公平地分享CPU資源
通過調整進程的nice值，可以間接地影響CFS調度器對進程的處理
四、優先級調整對系統性能的影響
