Linux 是否调度进程或线程?

2024-11-13 08:36:00
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摘要:问题描述:读完这个SO 问题后,我有一些疑问。请帮助我理解。调度涉及决定何时运行某个进程以及运行多长时间。Linux 内核调度的是线程还是进程?由于内核中没有区分进程和线程,调度程序如何处理它们?如何决定每个线程的时间量?a. 如果为某个进程决定了一个时间量(比如 100us),那么这个时间量是否会在该进程的...

问题描述:

读完这个SO 问题后,我有一些疑问。请帮助我理解。

调度涉及决定何时运行某个进程以及运行多长时间。

  1. Linux 内核调度的是线程还是进程?由于内核中没有区分进程和线程,调度程序如何处理它们?

  2. 如何决定每个线程的时间量?a. 如果为某个进程决定了一个时间量(比如 100us),那么这个时间量是否会在该进程的所有线程之间共享?或者 b. 每个线程的时间量由调度程序决定?

注意:问题 1 和 2 是相关的,而且可能看起来相同,但只是想清楚事情的运作方式,所以将它们都发布在这里。


解决方案 1:

Linux 调度程序(在较新的 Linux 内核上,例如至少 3.0 版)正在调度可调度任务或简称为任务

一项任务可能是:

  • 单线程进程(例如,fork没有任何线程库创建的)

  • 多线程进程内的任何线程(包括其主线程),特别是 Posix 线程(pthreads)

  • 内核任务,在内核内部启动并停留在内核空间(例如,,,,kworker等等等等...... )nfsiod`kjournaldkauditdkswapd`

换句话说,多线程进程内的线程的调度方式与非线程(即单线程)进程相同。

低级clone(2)系统调用创建用户空间可调度任务(既可用于创建fork进程,也可用于实现线程库,如pthread)。除非您是低级线程库实现者,否则您不想clone直接使用。

据我所知,对于多线程进程,内核(几乎)不是调度进程,而是调度里面的每个单独的线程(包括主线程)。

实际上,调度中存在一些线程组和亲和性的概念,但我不太了解它们

如今,处理器通常具有多个核心,并且每个核心都在运行一项任务(在某个给定的时刻),因此您可以并行运行多个任务。

CPU 量子时间分配给任务,而不是进程

解决方案 2:

POSIX 线程规范的 NPTL 实现将线程视为内核中的不同进程,具有唯一性task_struct(因此也是pid唯一的),因此如上所述,每个线程都可以在自身中进行调度。因此,每个线程都有自己的时间片,并像上面提到的进程一样进行调度。

补充一下,目前 Linux 调度程序不仅能够调度单个任务(简单进程),还能调度进程组甚至整个用户(属于某个用户的所有进程)。这允许实现组调度,其中 CPU 时间首先在进程组之间分配,然后在这些组内分配给单个线程。

Linux 线程并不直接操作进程或线程,而是与可调度实体合作。用 表示struct sched_entity。可以说每个进程/线程都是一个,sched_entity但反之则不然。

要了解详细的进程调度,请参阅此处

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