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Linux进程调度:如何理解CFS调度器

小樊
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2026-01-08 08:52:42
栏目: 智能运维

CFS(Completely Fair Scheduler,完全公平调度器)是Linux内核中的一种进程调度算法,自Linux 2.6.23版本开始引入。CFS的目标是为所有进程提供一个公平且高效的调度环境,使得每个进程都能获得合理的CPU时间。

CFS调度器的核心思想是将CPU时间划分为很小的时间片(time slice),并根据进程的优先级分配这些时间片。CFS调度器通过维护一个红黑树(一种自平衡二叉查找树)来管理就绪队列中的进程。红黑树中的每个节点代表一个进程,节点的关键字是进程的虚拟运行时间(vruntime)。虚拟运行时间是进程实际运行时间与进程权重的乘积。

CFS调度器的工作原理如下:

  1. 当一个进程被唤醒或者创建时,它会被添加到红黑树的叶子节点。新进程的vruntime被设置为当前红黑树根节点进程的vruntime加上一个时间片。

  2. 调度器选择vruntime最小的进程来运行。这个进程将获得CPU时间片,并在时间片用完后被放回红黑树。

  3. 当一个进程的时间片用完或者主动让出CPU时,调度器会从红黑树中移除该进程,并将其vruntime更新为当前根节点进程的vruntime加上一个时间片。然后,调度器会选择新的vruntime最小的进程来运行。

  4. 如果一个进程因为等待某个事件(如I/O操作)而被阻塞,调度器会将其从红黑树中移除,并在事件完成后重新将其添加到红黑树。

CFS调度器通过这种方式确保了每个进程都能获得公平的CPU时间分配。同时,CFS调度器还会根据系统负载和进程优先级动态调整时间片的长度,以提高系统的整体性能。总之,CFS调度器是一个高效且公平的进程调度算法,它在Linux系统中得到了广泛应用。

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