Linux的进程优先级 NI 和 PR

2017-01-14 08:48:42来源:CSDN作者:u010170644人点击

为什么要有进程优先级?

  • 这似乎不用过多的解释,毕竟自从多任务操作系统诞生以来,进程执行占用cpu的能力就是一个必须要可以人为控制的事情。因为有的进程相对重要,而有的进程则没那么重要。

  • 进程优先级起作用的方式从发明以来基本没有什么变化,无论是只有一个cpu的时代,还是多核cpu时代,都是通过控制进程占用cpu时间的长短来实现的。
    就是说在同一个调度周期中,优先级高的进程占用的时间长些,而优先级低的进程占用的短些。

    NI和PR

  • 请大家真的不要混淆了系统中的这两个概念:nice(NI)和priority(PR),他们有着千丝万缕的关系,但对于当前的Linux系统来说,它们并不是同一个概念
    我们看这个命令:


Paste_Image.png

  • 大家是否真的明白其中PRI列NI列的具体含义有什么区别?
    同样的,如果是top命令:


Paste_Image.png

  • 大家是否搞清楚了这其中PR值NI值的差别?如果没有,那么我们可以首先搞清楚什么是nice值。

    什么是NICE值?

  • NICE值应该是熟悉Linux/UNIX的人很了解的概念了,它是反应一个进程“优先级”状态的值,其取值范围是-20至19,一共40个级别。

  • 这个值越小,表示进程”优先级”越高,而值越大“优先级”越低。

  • 例如,我们可以通过NICE命令来对一个将要执行的bash命令进行NICE值设置,方法是:

    [root@zorrozou-pc0 zorro]# nice -n 10 bash
  • 这样我就又打开了一个bash,并且其nice值设置为10,而默认情况下,进程的优先级应该是从父进程继承来的,这个值一般是0。
    我们可以通过nice命令直接查看到当前shell的nice值:

    [root@zorrozou-pc0 zorro]# nice10

    对比一下正常情况:

    [root@zorrozou-pc0 zorro]# exit

    退出当前nice值为10的bash,打开一个正常的bash,我们查看下其 Nice值:

    [root@zorrozou-pc0 zorro]# bash[root@zorrozou-pc0 zorro]# nice0
  • 另外,使用renice命令可以对一个正在运行的进程进行nice值的调整,我们也可以使用比如top、ps等命令查看进程的nice值,具体方法我就不多说了,大家可以参阅相关man page。

  • 需要大家注意的是,我在这里都在使用nice值这一称谓,而非优先级(priority)这个说法。nice值虽然不是priority,但是它确实可以影响进程的优先级

  • 在英语中,如果我们形容一个人nice,那一般说明这个人的人缘比较好。什么样的人人缘好?往往是谦让、有礼貌的人。

  • 比如,你跟一个nice的人一起去吃午饭,点了两个一样的饭,先上了一份后,nice的那位一般都会说:“你先吃你先吃!”,这就是人缘好,这人nice!但是如果另一份上的很晚,那么这位nice的人就要饿着了。
    这说明什么?

  • 越nice的人抢占资源的能力就越差,而越不nice的人抢占能力就越强。这就是nice值大小的含义,nice值越低,说明进程越不nice,抢占cpu的能力就越强,优先级就越高(作者这个解释太形象了,小编忍不住要手动点赞!!)。
    在原来使用O1调度的Linux上,我们还会把nice值叫做静态优先级,这也基本符合nice值的特点,就是当nice值设定好了之后,除非我们用renice去改它,否则它是不变的。
    而priority的值在之前内核的O1调度器上表现是会变化的,所以也叫做动态优先级。
    什么是优先级和实时进程?

  • 我们再来看看什么是priority值,就是ps命令中看到的PRI值或者top命令中看到的PR值。本文为了区分这些概念,以后:

  • 统一用nice值表示NI值,或者叫做静态优先级,也就是用nice和renice命令来调整的优先级;

  • 而实用priority值表示PRI和PR值,或者叫动态优先级。我们也统一将“优先级”这个词的概念规定为表示priority值的意思。

在内核中,进程优先级的取值范围是通过一个宏定义的,这个宏的名称是MAX_PRIO,它的值为140。
而这个值又是由另外两个值相加组成的,一个是代表nice值取值范围的NICE_WIDTH宏,另一个是代表实时进程(realtime)优先级范围的MAX_RT_PRIO宏。

说白了就是,Linux实际上实现了140个优先级范围,取值范围是从0-139,这个值越小,优先级越高。nice值的-20到19,映射到实际的优先级范围是100-139。
新产生进程的默认优先级被定义为:

#define DEFAULT_PRIO   (MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH / 2)

实际上对应的就是nice值的0。

  • 正常情况下,任何一个进程的优先级都是这个值,即使我们通过nice和renice命令调整了进程的优先级,它的取值范围也不会超出100-139的范围,除非这个进程是一个实时进程,那么它的优先级取值才会变成0-99这个范围中的一个。

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