🔥个人主页🔥：孤寂大仙V
🌈收录专栏🌈：Linux
🌹往期回顾🌹：【Linux】进程状态
🔖流水不争，争的是滔滔不

---

一、进程优先级是什么

进程优先级是操作系统用来确定进程获取 CPU 资源顺序的属性。它体现进程在资源分配中的重要性，优先级高的进程更易先获得 CPU 处理时间。
优先级分为静态和动态两种。静态优先级在进程创建时确定，基本不变，如系统进程的优先级通常较高。动态优先级在进程运行中可根据进程行为和系统状态改变，像长时间占用 CPU 的进程优先级可能会被降低，等待后重新就绪的进程优先级可能会提高。它有助于合理分配资源、优化系统性能。

简而言之是进程得到CPU资源的先后顺序。
进程优先级的值越低优先级越高，反之优先级优先级越低。

二、查看系统进程

ps-l //输入此指令查看进程 

对图中的值进程解释：

UID：代表执行者的身份。系统想知道访问文件的是拥有者或所属组或者other就需要通过UID来获取，在Linux系统中，访问任何资源，都是进程访问，进程就代表了用户。
PID和PPID：是进程代号和父进程代号，前面文章聊过。
PRI：是进程的优先级，默认值是80。
NI：是进程优先级的修正数据，Nice值

PRI and NI
PRI也还是比较好理解的，即进程的优先级，或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序，此
值越小进程的优先级别越高。
nice值表示进程可被执行的优先级的修正数值。
进程的真实优先级 =PRI+NI。

---

调整进程的优先级，在Linux下就是调整进程的nice值。
nice其取值范围是-20至19，⼀共40个级别。所以Linux进程的优先级范围是60到99。

renice -n nice值 -p pid //通过这一指令修改nice值

当我们nice值是-100，按照进程的真实优先级 =PRI+NI应该是-20啊，但是如图优先级为60。所以Linux的优先级是有范围的，最低的60。

当我们的nice值为100，优先级为99。Linux的优先级最高是99。

优先级设立不合理，会导致优先级最低的进程，长时间得不到CPU资源进而导致，进程饥饿。

三、竞争、独立、并行、并发

1. 竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级。
2. 独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰。
3. 并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行。
4. 并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发。

四、进程切换

死循环进程，不会一直占有CPU。
寄存器是CPU内部的临时空间。寄存器！=寄存器里面的数据。寄存器就是一块空间，和往寄存器里面写的数据不要混淆。

PU 上下文切换，其实际含义为任务切换，或者说是 CPU 寄存器切换。当多任务内核决定运行另外的任务时，它会保存正在运行任务的当前状态，即 CPU 寄存器中的全部内容。这些内容被保存在任务自身的堆栈中，入栈工作完成后，便将下一个将要运行的任务的当前状况从该任务的栈中重新装入 CPU 寄存器，然后开始下一个任务的运行 ，这一过程即为 context switch。

进程切换最核心的，就是保存和恢复当前进程的硬件上下文的数据，即CPU寄存器里面的内容

---

Linux真实调度算法

一个CPU一个运行队列
下图为进程队列的数据结构

queue

时间片还没有结束的所有进程都按照优先级放在该队列

queue中存放task_struct*，优先级分为实时优先级和分时优先级。queue[140]: ⼀个元素就是⼀个进程队列，相同优先级的进程按照FIFO规则进行排队调度，所以，数组下标就是优先级！

普通优先级：100〜139 所以这里就和我们上面讲的PRI和nice值就对上了
实时优先级：0〜99 我们这里不关心

实时优先级：通常采用抢占式调度策略，高优先级的实时任务可以抢占低优先级任务的 CPU 资源，确保关键的实时任务能够及时获得执行机会。如在实时操作系统中，对于硬实时任务，必须在规定的时间内完成操作，一旦高优先级的实时任务就绪，就会立即抢占正在运行的低优先级任务的 CPU。
分时优先级：一般采用时间片轮转调度算法，系统将时间划分为固定大小的时间片，每个任务轮流在各自的时间片内执行，任务不会被其他任务抢占，直到其时间片用完。如在常见的分时操作系统中，多个用户进程或任务按照时间片轮流使用CPU 资源，每个任务都能在一定时间内得到执行机会。

bitmap

bitmap[5]:⼀共140个优先级，⼀共140个进程队列，为了提高查找非空队列的效率，就可以用5*32个比特位表示队列是否为空，这样，便可以大大提高查找效率！

过期队列

过期队列和活动队列结构⼀模⼀样
过期队列上放置的进程，都是时间片耗尽的进程
当活动队列上的进程都被处理完毕之后，对过期队列的进程进行时间片重新计算

active指针和expired指针

在进程调度管理机制中，存在两个关键指针：active指针与expired指针。active指针始终指向活动队列，而expired指针则一直指向过期队列。
随着进程的运行，会出现这样一种情况：活动队列上的进程数量逐渐减少，而过期队列上的进程数量却不断增多。这是因为进程的时间片到期后，这些进程会持续被转移到过期队列中。不过，这种情况并不会影响系统的正常调度。在恰当的时机，通过交换active指针和expired指针所指向的内容，就如同产生了一批新的活动进程。如此一来，系统便能够继续高效地进行进程调度，确保各个进程都能得到合理的执行机会。