Linux Kernel调度器的过去，现在和以后

Linux Kernel Development 一书中，关于 Linux 的进程调度器并没有讲解的很全面，只是提到了 CFS 调度器的基本思想和一些实现细节;并没有 Linux 早期的调度器介绍，以及最近这些年新增的在内核源码树外维护的调度器思想。所以在经过一番搜寻后，看到了这篇论文 A complete guide to Linux process scheduling，对 Linux 的调度器历史进行了回顾，并且相对细致地讲解了 CFS 调度器。整体来说，虽然比较啰嗦，但是对于想要知道更多细节的我来说非常适合，所以就有了翻译它的冲动。当然，在学习过程也参考了其它论文。下面开启学习之旅吧，如有任何问题，欢迎指正~

需要注意的是，在 Linux 中，线程和进程都是由同一个结构体(task_struct，即任务描述符)表示的，所以文中会交叉使用进程、线程和任务等术语，可以将它们视作同义词。当然，也可以将线程(任务)称为最小执行单元。但 Linux 的调度算法(如 CFS)可以应用更加通用的调度单元(如线程、cgroup、用户等)。总之，不要过度纠结这里的术语，重要的是了解每种调度算法的思想!

为什么需要调度

Linux 是一个多任务的操作系统，这就意味着它可以「同时」执行多个任务。在单核处理器上，任意时刻只能有一个进程可以执行(并发);而在多核处理器中，则允许任务并行执行。然而，不管是何种硬件类型的机器上，可能同时还有很多在内存中无法得到执行的进程，它们正在等待运行，或者正在睡眠。负责将 CPU 时间分配给进程的内核组件就是「进程调度器」。

调度器负责维护进程调度顺序，选择下一个待执行的任务。如同多数其它的现代操作系统，Linux 实现了抢占式多任务机制。也就是说，调度器可以随时决定任意进程停止运行，而让其它进程获得 CPU 资源。这种违背正在运行的进程意愿，停止其运行的行为就是所谓的「抢占」。抢占通常可以在定时器中断时发生，当中断发生时，调度器会检查是否需要切换任务，如果是，则会完成进程上下文切换。每个进程所获得的运行时间叫做进程的时间片(timeslice)。

任务通常可以区分为交互式(I/O 密集型)和非交互式(CPU 密集型)任务。交互式任务通常会重度依赖 I/O 操作(如 GUI 应用)，并且通常用不完分配给它的时间片。而非交互式任务(如数学运算)则需要使用更多的 CPU 资源。它们通常会用完自己的时间片之后被抢占，并不会被 I/O 请求频繁阻塞。当然，现实中的应用程序可能同时包含上述两种分类任务。例如，文本编辑器，多数情况下，它会等待用户输入，但是在执行拼写检查时也会需要占用大量 CPU 资源。

（编辑：威海站长网）

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