Linux线程调度实验

简介: Linux线程调度实验

Linux线程调度实验

1.获取线程属性

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#define _GNU_SOURCE
#define handle_error_en(en, msg) \
               do { errno = en; perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)
static void display_pthread_attr(pthread_attr_t *attr, char *prefix){
    int s, i;
    size_t v;
    void *stkaddr;
    struct  sched_param sp;
    s = pthread_attr_getdetachstate(attr, &i);
    if (s != 0) 
        handle_error_en(s, "pthread_attr_getdetachstate");
    printf("%sDetach state        = %s\n", prefix,
            (i == PTHREAD_CREATE_DETACHED) ? "PTHREAD_CREATE_DETACHED" :
            (i == PTHREAD_CREATE_JOINABLE) ? "PTHREAD_CREATE_JOINABLE" :
            "???");
    s = pthread_attr_getscope(attr, &i);
    if (s != 0)
        handle_error_en(s, "pthread_attr_getscope");
    printf("%sScope               = %s\n", prefix,
            (i == PTHREAD_SCOPE_SYSTEM)  ? "PTHREAD_SCOPE_SYSTEM" :
            (i == PTHREAD_SCOPE_PROCESS) ? "PTHREAD_SCOPE_PROCESS" :
            "???");
    s = pthread_attr_getinheritsched(attr, &i);
    if (s != 0)
        handle_error_en(s, "pthread_attr_getinheritsched");
    printf("%sInherit scheduler   = %s\n", prefix,
            (i == PTHREAD_INHERIT_SCHED)  ? "PTHREAD_INHERIT_SCHED" :
            (i == PTHREAD_EXPLICIT_SCHED) ? "PTHREAD_EXPLICIT_SCHED" :
            "???");
    s = pthread_attr_getschedpolicy(attr, &i);  
    if (s != 0)  
        handle_error_en(s, "pthread_attr_getschedpolicy");  
    printf("%sScheduling policy   = %s\n", prefix,  
        (i == SCHED_OTHER) ? "SCHED_OTHER" :  
        (i == SCHED_FIFO)  ? "SCHED_FIFO" :  
        (i == SCHED_RR)    ? "SCHED_RR" :  
        "???");  
    s = pthread_attr_getschedparam(attr, &sp);  
    if (s != 0)  
        handle_error_en(s, "pthread_attr_getschedparam");  
    printf("%sScheduling priority = %d\n", prefix, sp.sched_priority);  
    s = pthread_attr_getguardsize(attr, &v);  
    if (s != 0)  
        handle_error_en(s, "pthread_attr_getguardsize");  
    printf("%sGuard size          = %zu bytes\n", prefix, v);  
    s = pthread_attr_getstack(attr, &stkaddr, &v);  
    if (s != 0)  
        handle_error_en(s, "pthread_attr_getstack");  
    printf("%sStack address       = %p\n", prefix, stkaddr);  
    printf("%sStack size          = 0x%zx bytes\n", prefix, v);  
}
void* computing(void* arg){
    int s;
    pthread_attr_t gattr;
    s = pthread_getattr_np(pthread_self(), &gattr);
    if (s != 0)
        handle_error_en(s, "pthread_getattr_np");
    printf("Thread attributes:\n");
    display_pthread_attr(&gattr, "\t");
    pause();
    pthread_exit(0);
}
int main(){
    pthread_t tid;
    pthread_attr_t attr;
    pthread_attr_init(&attr);
    // 线程创建函数
    pthread_create(&tid, &attr, computing, NULL);
    // 等待指定的线程结束
    pthread_join(tid,NULL);
    return 0;
}

这个库函数报错不用管

我们可以看到当前进程:

datach state:这个进程是一个joinable,也就是一个可进入等待状态的进程

scope:有两种状态

这两个的区别

一个是系统范围,一个是进程范围,如果我有多个线程,那么他们的竞争区间是在自己的进程内,还是整个系统的进程内

系统范围竞争

进程内竞争

我们linux系统的线程是系统范围竞争,我们前面学了用户模型和系统模型1对1模型,其实linux就是1

inherit schedule:调度器是谁

这里可以看出是继承调度,调度器的参数和属性会被这个进程所继承。

执行策略是:SCHED_OTHER

下面两个fifo和RR一个是先进先出,一个是时间片

Linux线程调度策略总共有两种:

  1. Normal Scheduling(正常调度):总共有三种,分别为SCHED_OTHER,SCHED_IDLE,SCHED_BATCH, 它的优先级数值priority_value需要设置成0,但这里并不一定意味着这个进程优先级很高,因为这个0是默认值。
  2. Real_time Schedulig(实时调度):总共有两种:一种是SCHED_FIFO(先来先服务),SCHED_RR(时间片轮转),实时调度的进程总是比正常调度的进程优先级要高,它的优先级数值priority_value∈[1,99],这里和前面我们学的系统优先级不同,1是低优先级,99是高优先级

实时调度需要延迟非常低才可以实现,所以现在用户模式的进程基本都是一般都是正常调度的。

这里SCHED_OTHER是RR,现在默认的状态是这个。

linux中优先级越低,进程或线程的优先级越高

PR值越高优先级越低

一般nice值默认为0

SCHED_IDLE:一般是周期性计划任务,清理磁盘等,优先级不是很高。

可以使用 ps -eLl来查看当前线程

LWP, light weight process 这里是4544和4545是用户模式产生的线程id

NLWP,Number of Light-Weight Processes

我们再用top看下

PR值为rt(实时进程)、负数(实时进程)、0(优先级极高),默认值20。

NI(nice)值:默认为0

top -p 4544

单看下当前进程的调度策略

看一个real time的进程

nice值仅在用户模式下有用

Real_time Scheduling【包含FIFO和RR】:

它的PR值计算公式为:PR = -1 - priority_value

所以PR∈[-100,-2]

可以看出左轴从-1开始都是rt的进程

所以我们可以通过PR值来判断一个进程/线程是Noraml Thread还是Real-time thread,是正数就

是Noraml Thread,是负数就是Real-time thread。

PR值=100

-r转化成RR策略的rt进程

-f转化成Fifo策略的rt进程

value 1~99 , 99代表优先级最高

我们把我们执行的这个进程转为fifo策略的real time 进程

sudo chrt -f -p 11 4544

-1-value

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