Linux线程优先级调度策略-猿码集

1. 线程优先级调度策略概述

线程是操作系统中执行的最小单位，而线程优先级则决定了线程在运行时的调度顺序。Linux操作系统提供了多种线程优先级调度策略，这些策略关注于不同的调度目标，例如响应时间、吞吐量、公平性等。本文将介绍几种常用的线程优先级调度策略。

2. SCHED_FIFO策略

2.1 概述

SCHED_FIFO（First-In-First-Out）策略是一种实时调度策略，它根据线程优先级分配CPU时间，优先级高的线程先执行，直到它主动让出CPU或者被更高优先级的线程抢占。

2.2 优先级范围

Linux中，线程的优先级范围是1到99，其中1是最低优先级，99是最高优先级。通常，实时任务使用较高的优先级（例如95到99），而普通任务使用较低优先级。

2.3 使用示例

下面是一个使用SCHED_FIFO策略的示例：


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void* thread_function(void* arg) {
    // 线程逻辑代码
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_attr_t attr;
    struct sched_param param;
    
    // 初始化线程参数
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);
    pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_FIFO);
    param.sched_priority = 99;
    pthread_attr_setschedparam(&attr, ¶m);
    
    // 创建线程
    pthread_create(&thread, &attr, thread_function, NULL);
    
    // 等待线程结束
    pthread_join(thread, NULL);
    
    // 销毁线程属性
    pthread_attr_destroy(&attr);
    
    return 0;
}

上述代码使用了SCHED_FIFO策略创建了一个优先级为99的线程。首先，使用pthread_attr_init函数初始化线程属性，然后通过pthread_attr_setinheritsched和pthread_attr_setschedpolicy函数设置线程的调度策略为SCHED_FIFO。接下来，结构体sched_param中设置线程优先级为99，并通过pthread_attr_setschedparam函数将该参数与线程属性关联。最后，使用pthread_create函数创建线程，并使用pthread_join函数等待线程结束。最后，使用pthread_attr_destroy销毁线程属性。

3. SCHED_RR策略

3.1 概述

SCHED_RR（Round Robin）策略也是一种实时调度策略，与SCHED_FIFO类似，不同之处在于SCHED_RR允许较低优先级线程也能够抢占CPU。SCHED_RR通过时间片轮转的方式，每个线程执行的时间片是固定的。

3.2 优先级范围

与SCHED_FIFO相同，优先级范围为1到99。

3.3 使用示例

以下是一个使用SCHED_RR策略的示例：


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void* thread_function(void* arg) {
    // 线程逻辑代码
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread;
    pthread_attr_t attr;
    struct sched_param param;
    
    // 初始化线程参数
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);
    pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_RR);
    param.sched_priority = 99;
    pthread_attr_setschedparam(&attr, ¶m);
    
    // 创建线程
    pthread_create(&thread, &attr, thread_function, NULL);
    
    // 等待线程结束
    pthread_join(thread, NULL);
    
    // 销毁线程属性
    pthread_attr_destroy(&attr);
    
    return 0;
}

上述代码使用了SCHED_RR策略创建了一个优先级为99的线程。与SCHED_FIFO策略类似，不同之处在于将调度策略改为SCHED_RR即可。

4. SCHED_OTHER策略

4.1 概述

SCHED_OTHER策略是Linux默认的调度策略，它是一种非实时调度策略。在SCHED_OTHER策略下，线程的优先级不起作用，操作系统会根据时间片轮转算法分配CPU时间，以公平地调度所有线程。

4.2 使用示例

在Linux中，使用SCHED_OTHER策略创建线程非常简单，不需要显式设置调度策略和优先级，以下是一个示例：


#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void* thread_function(void* arg) {
    // 线程逻辑代码
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t thread;
    
    // 创建线程
    pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL);
    
    // 等待线程结束
    pthread_join(thread, NULL);
    
    return 0;
}

上述代码使用了SCHED_OTHER策略创建了一个默认优先级的线程。由于SCHED_OTHER是默认策略，因此不需要显式地设置。

总结

本文介绍了Linux中几种常用的线程优先级调度策略，包括SCHED_FIFO、SCHED_RR和SCHED_OTHER。SCHED_FIFO和SCHED_RR是实时调度策略，适用于对响应时间有较高要求的任务；而SCHED_OTHER是非实时调度策略，默认情况下适用于普通任务。在实际应用中，根据任务的调度要求选择合适的线程优先级调度策略，可以更好地满足系统的性能需求。

Linux线程优先级调度策略