Linux系統的進程調度

Linux進程調度

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1．調度方式

Linux系統的調度方式基本上采用“ 搶占式優先級 ”方式，當進程在用戶模式下運行時，不管它是否自愿，核心在一定條件下（如該進程的時間片用完或等待I/O）可以暫時中止其運行，而調度其他進程運行。一旦進程切換到內核模式下運行時，就不受以上限制，而一直運行下去，僅在重新回到用戶模式之前才會發生進程調度。

Linux系統中的調度基本上繼承了UNIX系統的 以優先級為基礎 的調度。也就是說，核心為系統中每個進程計算出一個優先級，該優先級反映了一個進程獲得CPU使用權的資格，即高優先級的進程優先得到運行。核心從進程就緒隊列中挑選一個優先級最高的進程，為其分配一個CPU時間片，令其投入運行。在運行過程中，當前進程的優先級隨時間遞減，這樣就實現了“負反饋”作用，即經過一段時間之后，原來級別較低的進程就相對“提升”了級別，從而有機會得到運行。當所有進程的優先級都變為0（最低）時，就重新計算一次所有進程的優先級。

2．調度策略

Linux系統針對不同類別的進程提供了3種不同的調度策略，即SCHED_FIFO、SCHED_RR及SCHED_OTHER。其中，SCHED_FIFO適合于 短實時進程 ，它們對時間性要求比較強，而每次運行所需的時間比較短。一旦這種進程被調度且開始運行，就一直運行到自愿讓出CPU或被優先級更高的進程搶占其執行權為止。

SCHED_RR對應“時間片輪轉法”，適合于每次運行需要 較長時間的實時進程 。一個運行進程分配一個時間片（200 ms），當時間片用完后，CPU被另外進程搶占，而該進程被送回相同優先級隊列的末尾，核心動態調整用戶態進程的優先級。這樣，一個進程從創建到完成任務后終止，需要經歷多次反饋循環。當進程再次被調度運行時，它就從上次斷點處開始繼續執行。

SCHED_OTHER是傳統的UNIX調度策略，適合于交互式的 分時進程 。這類進程的優先級取決于兩個因素：一個是進程剩余時間配額，如果進程用完了配給的時間，則相應優先級降到0；另一個是進程的優先數nice，這是從UNIX系統沿襲下來的方法，優先數越小，其優先級越高。nice的取值范圍是-20 19。用戶可以利用nice命令設定進程的nice值。但一般用戶只能設定正值，從而主動降低其優先級；只有特權用戶才能把nice的值設置為負數。進程的優先級就是以上二者之和。

后臺命令對應后臺進程（又稱后臺作業）。后臺進程的優先級低于任何交互（前臺）進程的優先級。所以，只有當系統中當前不存在可運行的交互進程時，才調度后臺進程運行。后臺進程往往按批處理方式調度運行。

3．調度時機

核心進行進程調度的時機有以下5種情況：

（1）當前進程調用系統調用nanosleep( )或者pause( )，使自己進入睡眠狀態，主動讓出一段時間的CPU的使用權。

（2）進程終止，永久地放棄對CPU的使用。

（3）在時鐘中斷處理程序執行過程中，發現當前進程連續運行的時間過長。

（4）當喚醒一個睡眠進程時，發現被喚醒的進程比當前進程更有資格運行。

（5）一個進程通過執行系統調用來改變調度策略或者降低自身的優先級（如nice命令），從而引起立即調度。

4．調度算法

進程調度的算法應該比較簡單，以便減少頻繁調度時的系統開銷。Linux執行進程調度時，首先查找所有在就緒隊列中的進程，從中選出優先級最高且在內存的一個進程。如果隊列中有實時進程，那么實時進程將優先運行。如果最需要運行的進程不是當前進程，那么當前進程就被掛起，并且保存它的現場—— 所涉及的一切機器狀態，包括程序計數器和CPU寄存器等，然后為選中的進程恢復運行現場。

（二）Linux常用調度命令

· nohup命令

nohup命令的功能是以忽略掛起和退出的方式執行指定的命令。其命令格式是：

nohup　command　［arguments］

其中，command是所要執行的命令，arguments是指定命令的參數。

nohup命令告訴系統，command所代表的命令在執行過程中不受任何結束運行的信號（hangup和quit）的影響。例如，

$ nohup find / -name exam.txt -printf1

find命令在后臺運行。在用戶注銷后，它會繼續運行：從根目錄開始，查找名字是exam.txt的文件，結果被定向到文件f1中。

如果用戶沒有對輸出進行重定向，則輸出被附加到當前目錄的nohup.out文件中。如果用戶在當前目錄中不具備寫權限，則輸出被定向到$HOME/nohup.out 中。

· at命令

at命令允許指定命令執行的時間。at命令的常用形式是：

at　time　command

其中，time是指定命令command在將來執行時的時間和日期。時間的指定方法有多種，用戶可以使用絕對時間，也可以用相對時間。該指定命令將以作業形式在后臺運行。例如：

$ at 15:00 Oct 20

回車后進入接收方式，接著鍵入以下命令：

mail -s "Happy Birthday!" liuzheny

按下D鍵，屏幕顯示：

job 862960800.a at Wed Oct 20 15:00:00 CST 1999

$

表明建立了一個作業，其作業ID號是862960800.a，運行作業的時間是1999年10月20日下午3:00，給liuzheny發一條標題為“Happy Birthday！”（生日快樂）的空白郵件。

利用 at　-l 可以列出當前at隊列中所有的作業。

利用 at　-r 可以刪除指定的作業。這些作業以前由at或batch命令調度。例如，

at　-r　862960797.a

將刪除作業ID號是862960797.a的作業。其一般使用形式是：

at　-r　job_id

注意，結尾是.a的作業ID號，表示這個作業是由at命令提交的；結尾是.b的作業ID號，表示這個作業是由batch命令提交的。

· batch命令

batch命令不帶任何參數，它提交的作業的優先級比at命令提交的作業的優先級低。batch無法指定作業運行的時間。實際運行時間要看系統中已經提交的作業數量。如果系統中優先級較高的作業比較多，那么，batch提交的作業則需要等待；如果系統空閑，則運行batch提交的作業。例如，

$ batch

回車后進入接收方式，接著鍵入命令：

find / -name exam.txt -print

按下D。退出接收方式，屏幕顯示：

job 862961540.b at Thu Nov 18 14:30:00 CST 1999

表示find命令被batch作為一個作業提交給系統，作業ID號是862961540.b。如果系統當前空閑，這個作業被立即執行，其結果同樣作為郵件發送給用戶。

· jobs命令

jobs命令用來顯示當前shell下正在運行哪些作業（即后臺作業）。例如：

$ jobs

[2] + Running tar tv3 *

[1] - Running find / -name README -print logfile

$

其中，第一列方括號中的數字表示作業序號，它是由當前運行的shell分配的，而不是由操作系統統一分配的。在當前shell環境下，第一個后臺作業的作業號為1，第二個作業的作業號為2，等等。

第二列中的“ ”號表示相應作業的優先級比“－”號對應作業的優先級高。

第三列表明作業狀態，是否為運行、中斷、等待輸入或停止等。

最后列出的是創建當前這個作業所對應的命令行。

利用 jobs　-l 形式，可以在作業號后顯示出相應進程的PID。如果想只顯示相應進程的PID，不顯示其它信息，則使用 jobs　-p 形式。

· fg命令

fg命令把指定的后臺作業移到前臺。其使用格式是：

fg [job…]

其中，參數job是一個或多個進程的PID，或者是命令名稱或者作業號（前面要帶有一個“%”號）。例如：

$ jobs

[2] + Running tar tv3 *

[1] - Running find / -name README -print logfile

$ fg %find

find / -name README -print logfile

注意，顯示的命令行末尾沒有“”符號。下面命令能產生同樣的效果：

$ fg %1

這樣，find命令對應的進程就在前臺執行。當后臺只有一個作業時，鍵入不帶參數的fg命令，就能使相應進程移到前臺。當有兩個或更多的后臺作業時，鍵入不帶參數的fg，就把最后進入后臺的進程首先移到前臺。

· bg命令

bg命令可以把前臺進程換到后臺執行。其使用格式是：

bg [job…]

其中，job是一個或多個進程的PID、命令名稱或者作業號，在參數前要帶“%”號。例如，在cc（C編譯命令）命令執行過程中，按下Z鍵，使這個作業掛起。然后鍵入以下命令：

$ bg %cc

該掛起的作業在后臺重新開始執行。

linux后臺運行、關閉、查看后臺任務常用命令

一、

加在一個命令的最后，可以把這個命令放到后臺執行，如：

[root@bqh-01 ~]# watch -n 3 "sh 1.sh " #每3s在后臺執行一次 1.sh 腳本

二、ctrl + z

可以將一個正在前臺執行的命令放到后臺，并且處于暫停狀態。

三、jobs

查看當前有多少在后臺運行的命令

jobs -l選項可顯示所有任務的PID，jobs的狀態可以是running, stopped, Terminated。但是如果任務被終止了（kill），shell 從當前的shell環境已知的列表中刪除任務的進程標識。

將后臺中的命令調至 前臺 繼續運行。如果后臺中有多個命令，可以用fg %jobnumber（是命令編號，不是進程號）將選中的命令調出。

五、bg

將一個在后臺暫停的命令，變成在 后臺 繼續執行。如果后臺中有多個命令，可以用bg %jobnumber將選中的命令調出。

六、kill

****

前臺進程的終止：Ctrl+c

****七、 nohup

如果讓程序始終在后臺執行，即使關閉當前的終端也執行（之前的做不到），這時候需要nohup。該命令可以在你退出帳戶/關閉終端之后繼續運行相應的進程。關閉中斷后，在另一個終端jobs已經無法看到后臺跑得程序了，此時利用ps（進程查看命令）

pre style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(51, 51, 51); font-size: 14px; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;"ps -aux | grep "1.sh" #a:顯示所有程序 u:以用戶為主的格式來顯示 x:顯示所有程序，不以終端機來區分/pre

Linux系統中暫停正在運行的進程并放入后臺

當集群之間使用scp拷貝大容量文件時，往往需要將其放入后臺進行運行，但scp需要輸入用戶密碼，因此我們可以將scp進程暫停后放入后臺運行，具體步驟如下：

1、scp big_file xxx@xx.xx.xx.xx:~

2、ctrl+z鍵 （暫停終端命令窗口正在運行的進程）

3、bg %1 （將暫停的進程放入后臺運行）

4、jobs （查看后臺運行的進程）

ps:

bg命令基本格式為 bg %工作號（可通過jobs命令查看暫停和后臺運行的進程工作號）