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Linux操作系統(tǒng)作為開源操作系統(tǒng)，在服務器等領域具有很高的市場占有率。Linux為了保證其操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，采用了先進的進程調度和IO調度機制。本文將深入探討Linux進程調度和IO調度的機制。
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一、Linux進程調度機制
進程調度是Linux系統(tǒng)中至關重要的決策過程，主要是為了使不同的進程共享CPU資源，從而滿足不同用戶的需求。進程調度主要分為內核級調度和用戶級調度兩種，其中內核級調度是負責選取就緒進程并使其占用CPU的過程，用戶級調度是進程自身的任務調度。內核級調度主要采用時間片輪轉的算法對進程進行調度。
1. 時間片輪轉調度
時間片輪轉調度是最常見的進程調度算法之一，其基本思想是按照時間片輪流分配CPU時間給每個進程，保證所有進程以大致相同的時間獲得CPU時間。當進程用完時間片后，該進程會被放入等待隊列中，等待下一個時間片的到來。在Linux內核中，時間片通常設置為10ms，也就是說每個進程在10ms內都有機會獲得CPU時間。
2. 多級反饋隊列調度
多級反饋隊列調度屬于改進版的時間片輪轉調度。其不同之處是隊列不止一級，每個隊列擁有不同的時間片，根據進程CPU時間的使用情況，動態(tài)調整進程在各個隊列之間的位置。當進程的等待時間長時，則會被移到優(yōu)先級較高的隊列中。反之，則會被移到優(yōu)先級較低的隊列中。
3. 實時調度
實時調度是用于響應時間要求較高的任務的一種進程調度方式。其基本思想是將可用的CPU時間分配給優(yōu)先級較高的進程。實時調度分為SCHED_FIFO和SCHED_RR兩種類型。SCHED_FIFO采用先入先出的調度方式，即在進程隊列中優(yōu)先級更高的進程先被執(zhí)行，并一直執(zhí)行到其執(zhí)行完畢或被搶占為止。而SCHED_RR采用輪流調度的方式，保證每個進程都有機會獲得CPU時間，以防止某個進程無限制占用CPU時間。
二、Linux IO調度機制
IO調度機制是Linux中一種非常重要的調度分類。其主要作用是協(xié)助內核對塊設備的IO請求進行調度，提高系統(tǒng)的IO性能。Linux操作系統(tǒng)主要采用了三種IO調度算法，它們分別是CFQ、NOOP和Deadline。
1. CFQ調度算法
CFQ調度算法是基于隊列長度的調度算法。其對IO請求進行排序，使IO請求得到循序漸進的服務，以避免某部分請求的等待時間過長而影響整體效率。CFQ算法的主要特點是公平、可預測，適合用于支持多用戶多任務的操作系統(tǒng)上。
2. NOOP調度算法
NOOP調度算法最早應用于陣列存儲系統(tǒng)的IO請求調度中。其基本思想是盡可能地減少調度開銷，以提高IO處理效率。如果IO請求達到時，其他IO請求會被緩沖到隊列之中，先進先出地排隊等待服務。
3. Deadline調度算法
Deadline調度算法是基于時間周期的調度算法。其主要思想是通過IO請求的截止時間來對IO請求進行調度，以避免產生延遲的IO請求對系統(tǒng)產生影響。如果IO請求的截止時間過長，則會被分配到更靠后的時間周期中。
Linux操作系統(tǒng)作為一個非常成熟，開源的操作系統(tǒng)，采用了先進的進程調度和IO調度機制來提供更加穩(wěn)定和可靠的服務。進程調度主要采用時間片輪轉，多級反饋隊列和實時調度等算法。而IO調度主要采用CFQ、NOOP和Deadline等算法，以提高系統(tǒng)的IO性能。在實際使用時，可以根據實際需要，根據不同情況選擇不同的進程調度和IO調度算法，以達到更好的系統(tǒng)性能表現(xiàn)。
相關問題拓展閱讀：
- linux進程、線程及調度算法（二）
linux進程、線程及調度算法（二）
執(zhí)行一個 copy，但是只要任何修改，都造成分裂如，修改了chroot,寫memory，mmap，sigaction 等。
p1 是一個 task_struct, p2 也是一個 task_struct. linux內核的調度器只認得task_struck （不管你是進程還是線程）, 對其進行調度。
p2 的task_struck 被創(chuàng)建出來后，也有一份自己的資源。但是這些資源會短暫的與p1 相同。
進程是區(qū)分資源的單位，你的資源是我的資源，那從概念上將就不叫進程。
其他資源都好分配，唯一比較難的是內存資源的重新分配。
非常簡單的程序，但是可以充分說明 COW。
結果：10 -> 20 -> 10
COW 是嚴重依賴于CPU中的MMU。CPU如果沒有 MMU,fork 是不能工作的。
在沒有mmu的CPU中，不可能執(zhí)行COW 的，所以只有vfork
vfork與fork相比的不同
P2沒有自己的 task_struct, 也就是說P1 的內存資源 就是 P2的內存資源。
結果 10,20,20
vfork：腔寬者
vfork 執(zhí)行上述流程，P2也只是指向了P1的mm，那么將這個vfork 放大，其巧旅余的也全部clone，共同指向P1，那么就是線程的屬性了。
phtread_create -> Clone()
P1 P2 在內核中都是 task_struct. 都可以被調度。共享資源可調度，即線程。
這就是線程為什么也叫做輕量級進程
不需要太糾結線程和進程的區(qū)別。
4651 ： TGID
, 4653 tid 內核中 task_struct 真正的pid
linux 總是白發(fā)人 送 黑發(fā)人。如果父進程在子進程推出前掛掉了。那么子進程應該怎么辦？
p3 -> init， p5 -> subreaper
每一個孤兒都會找最近的火葬場
可以設置進程的屬性，將其變?yōu)閟ubreaper，會像1號進程那樣收養(yǎng)孤兒進程。
linux的進程睡眠依靠等待隊列，這樣的機制類似與涉及模式中的訂閱與發(fā)布。
睡眠，分兩種
每一個進程都是創(chuàng)建出來的，那么之一個進程是誰創(chuàng)建的呢？
init 進程是被linux的
0 進程
創(chuàng)建出來的。開機創(chuàng)建。
父進程就是 0 號進程，但在pstree，是看不到0進程的。因為0進程創(chuàng)建子進程后，就退化成了idle進程。
idle進程是 linux內核里，特殊調伍薯度類。
所有進程都睡眠停止
，則調度idle進程，進入到 wait for interrupte 等中斷。此時 cpu及其省電，除非來一個中斷，才能再次被喚醒。
喚醒后的任何進程，從調度的角度上說，都比idle進程地位高。idle是調度級別最更低的進程。
0 進程 一跑，則進入等中斷。一旦其他進程被喚醒，就輪不到 0進程了。
所有進程都睡了，0就上來，則cpu需要進入省電模式
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當前題目：深入探討Linux進程調度及IO調度機制 (linux 進程調度 io調度)
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