进程优先级和其他概念

在这里插入图片描述

一、进程优先级

1.1 基本概念

什么是优先级？

进程的优先权（priority）就是用来确定CPU资源分配的先后顺序的。
进程的优先级是调度器调度进程到CPU执行的重要指标。

为什么要存在优先级？

由于CPU资源有限，但是等待被执行的进程却很多，这时就需要通过某种方式竞争资源。

配置进程优先权的好处？

优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用，可以使系统高效完成任务，更合理地配置相关资源，从而改善系统性能。
进程还可以在指定的CPU上运行，这样一来，把不重要的进程安排到某个CPU，可以大大改善系统整体性能。

1.2 查看进程优先级

ps -l 命令

在linux或者unix系统中，用ps –l 或 ps -al命令则会类似输出以下几个内容：

在这里插入图片描述

我们很容易注意到其中的几个重要信息，有下：

UID : 代表执行者的身份
PID : 代表这个进程的代号
PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号
PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小优先级越高越早被执行
NI ：代表这个进程的nice值

PRI and NI

进程的PRI为：PRI = Default_PRI + NI

PRI 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。
Default_PRI：为默认优先级，是操作系统为进程自动设定的优先级。
NI 即进程的nice值，其表示相对进程默认优先级的修正数值。
当nice值为负值的时候，该程序的PRI将变小，其优先级会变高；
所以，调整进程优先级，在Linux下就是修改进程的nice值。

注意：

如果将进程的nice值设置为负数，即将进程的优先级调高，需要root权限。

nice其取值范围是-20至19，一共40个级别，也就是进程优先级的变化范围。

限制nice值的范围有以下几个原因：

防止滥用系统资源：如果允许进程设置任意的nice值，那么恶意进程可能会将自己的优先级设置得非常高，从而占用大量的CPU资源，导致其他进程无法正常运行。
维护系统的稳定性：通过限制nice值的范围，可以确保系统中的关键进程（如系统服务）具有较高的优先级，以保持系统的稳定性和响应性。
避免优先级倾斜：如果允许进程设置过低或过高的nice值，可能会导致优先级倾斜，即某些进程过于优先处理，而其他进程则无法得到足够的CPU时间。

通过限制nice值的范围，系统可以更好地管理进程的优先级，确保资源的合理分配和系统的正常运行。

1.3 修改进程优先级

使用top命令更改进程的nice值：
进入top后按“r”–>输入进程PID–>输入nice值

将myproc进程的nice值设为-20后又设为19：

在这里插入图片描述

二、其他概念

2.1 竞争性和独立性

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，更合理配置相关资源，便具有了优先级
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

2.2 并发和并行

并行（Parallel）：是指多个CPU同时执行多个任务或操作。在并行计算中，多个任务可以同时进行，每个任务都有自己的处理器或计算资源。并行计算可以显著提高计算速度和系统的吞吐量。例如，多核处理器可以同时执行多个线程或进程，从而实现并行计算。
并发（Concurrency）：是指一个CPU通过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。在并发计算中，多个任务可以交替执行，通过时间片轮转、抢占与出让CPU资源或者事件驱动的方式来切换执行。并发计算可以提高系统的响应性和资源利用率。