Linux内核调度是确保系统性能的命脉。在操作系统中，调度器负责决定哪个进程在一个特定时间片内获得执行权。良好的调度算法可以优化资源分配，提高系统的响应性能和效率。
1. 调度器的作用
调度器通过在不同进程之间切换执行来实现多任务处理。它决定了每个进程什么时候以及多长时间获得CPU的使用权。调度器的目标是公平地分配CPU时间给所有进程，并提供快速响应时间。
调度器的工作原理
调度器根据一些因素来选择要运行的下一个进程，包括进程优先级、等待时间、CPU利用率等。它使用各种调度算法来达到这些目的。
2. 调度算法
Linux内核使用了多种调度算法，每种算法都有不同的优势和特点。以下是几种常见的调度算法：
2.1 先来先服务(FIFO)调度算法
先来先服务调度算法是最简单的算法之一。它按照进程到达的顺序分配CPU时间。然而，这种算法可能导致长作业时间的进程等待时间过长，从而影响系统的响应性能。
2.2 最短作业优先(SJF)调度算法
最短作业优先调度算法选择执行时间最短的进程来获得CPU的使用权。这种算法能够最大程度地减少平均等待时间，提高系统的响应速度。然而，它无法处理长作业任务的情况。
2.3 时间片轮转(Round Robin)调度算法
时间片轮转调度算法将CPU时间划分为固定长度的时间片，并为每个进程分配一个时间片。如果在时间片结束之前进程没有执行完成，那么它就被放到就绪队列的末尾，让其他进程获得CPU的使用权。这种算法在公平性和响应时间之间取得了很好的平衡。
2.4 最高响应比优先(HRRN)调度算法
最高响应比优先调度算法根据进程等待时间和执行时间来选择下一个运行的进程。它计算响应比，响应比定义为 (等待时间 + 执行时间) / 执行时间。这种算法可以提高短作业的相应速度，并且避免了长作业任务等待时间过长的问题。
3. 调度策略的优化
除了选择合适的调度算法外，Linux内核还提供了一些机制来优化调度策略，以确保系统性能的最大化。
3.1 实时调度
实时调度是针对对响应时间要求非常高的任务而设计的。它为实时进程提供了固定的调度时间，并通过优先权来确保实时进程优先级高于其他进程。这样可以保证实时任务在规定时间内得到处理。
3.2 CFS调度器
完全公平调度器(CFS)是Linux内核中默认的调度策略。它使用基于虚拟运行时间的调度算法，为每个进程分配一定数量的CPU时间。这种算法通过计算进程的虚拟运行时间来决定调度的顺序。
struct sched_entity {
...
u64 vruntime;
...
};
调度器为每个进程维护一个vruntime值，它代表了进程已经使用的虚拟运行时间。通过比较进程的vruntime值，调度器可以确定下一个获得执行权的进程。
3.3 温度融合调度
Linux内核中引入了温度融合调度器，该调度器可以根据系统负载和温度来动态调整调度策略。当系统温度较低时，调度器可以采用更加激进的调度策略，以提高系统的响应速度。而当系统温度较高时，调度器可以降低系统的负载，以防止过热。
4. 总结
Linux内核调度是确保系统性能的关键。通过选择合适的调度算法和优化调度策略，可以提高系统的响应性能和效率。Linux内核提供了多种调度算法和机制，以适应不同的应用场景。温度融合调度器可以根据系统温度动态调整调度策略，从而进一步提高系统的性能。调度器的重要性不容忽视，它是系统性能的命脉。