1. Linux系统线程调度
线程调度是操作系统中非常重要的一部分，它决定了每个线程在何时获得CPU的执行时间。Linux系统线程调度算法基于一种称为CFS（Completely Fair Scheduler，完全公平调度器）的算法。CFS算法是一种基于红黑树的算法，它的设计目标是对每个线程提供公平的CPU时间。
在CFS算法中，每个线程都表示为一个红黑树的节点，该节点的键值代表线程的虚拟运行时间。由于每个线程都有自己的优先级，CFS算法会根据线程的优先级更改其在红黑树中的位置，以确保高优先级的线程更容易获得CPU的执行时间。具体来说，CFS算法会以最小反欺骗性的方式调度线程，使得每个线程在单个时间片内获得的CPU时间与其优先级成正比。
1.1 实时调度和普通调度
Linux系统中有两种线程调度方式：实时调度和普通调度。实时调度用于对具有严格时间要求的任务进行调度，而普通调度用于一般的多任务处理。实时调度分为两种类型：FIFO（先进先出）和Round Robin（循环调度）。
在FIFO调度中，线程按照它们到达的顺序获得CPU执行时间，即先到先得。这种调度方式适用于对时间要求非常严格的任务，如实时视频处理。而Round Robin调度则是按照时间片轮转的方式进行调度，保证每个线程都能获得一定的CPU执行时间。
1.2 调度策略
在CFS算法中，有三种调度策略可以选择：SCHED_OTHER、SCHED_FIFO和SCHED_RR。SCHED_OTHER是默认的调度策略，适用于普通的多任务处理。SCHED_FIFO和SCHED_RR则用于实时调度。SCHED_FIFO采用FIFO调度策略，而SCHED_RR采用Round Robin调度策略。
线程的调度策略可以通过调用sched_setscheduler()函数来设置。例如，以下代码将当前线程的调度策略设置为FIFO：
struct sched_param param;
param.sched_priority = 99;
sched_setscheduler(0, SCHED_FIFO, ¶m);
上述代码将当前线程的优先级设置为99，并将调度策略设置为FIFO。
2. Linux系统内存空间占用
Linux系统中的内存管理是非常复杂的，它涉及到物理内存和虚拟内存的映射以及内存分配和释放。在Linux系统中，所有的内存都被分为用户空间和内核空间两部分。
2.1 用户空间和内核空间
用户空间是用户程序运行的环境，用户程序只能访问用户空间的内存，而不能直接访问内核空间的内存。内核空间是操作系统内核运行的环境，它可以访问系统的所有资源。用户空间和内核空间之间通过系统调用进行通信，用户程序通过系统调用请求内核来执行特权操作，如文件读写和进程创建等。
2.2 虚拟内存管理
Linux系统采用了虚拟内存管理技术，将物理内存和虚拟内存进行映射，使得每个进程都认为它拥有整个系统的内存空间。虚拟内存管理技术使得多个进程可以同时运行，并且每个进程都能够独立地访问自己的内存空间。
虚拟内存管理技术的核心是页面置换算法。当物理内存不足时，操作系统会根据一定的策略将一部分内存页面置换到硬盘上，以释放物理内存。当进程访问被置换到硬盘上的内存页面时，操作系统会将其重新加载到物理内存中。
2.3 内存分配和释放
在Linux系统中，内存分配和释放的方式有很多种。其中最常用的方式是使用malloc()和free()函数进行动态内存分配和释放。
// 分配10个整型变量所占的内存空间
int *ptr = malloc(10 * sizeof(int));
if (ptr == NULL) {
printf("内存分配失败\n");
} else {
// 使用分配的内存空间
*ptr = 1;
// ...
// 释放内存空间
free(ptr);
}
上述代码使用malloc()函数分配了10个整型变量所占的内存空间，并使用free()函数释放了分配的内存空间。
总结
本文介绍了Linux系统线程调度和内存空间占用的相关内容。Linux系统采用了CFS算法实现线程调度，通过红黑树实现公平调度。线程可以采用FIFO和Round Robin两种实时调度策略。内存管理方面，Linux系统采用虚拟内存管理技术，实现了内存的映射和分页置换。内存的分配和释放可以使用malloc()和free()函数进行动态管理。