CPU是如何执行任务的？

一、CPU是如何读取数据的？

Cache为伪共享

因为多个线程同时读写同⼀个 Cache Line 的不同变量时，而导致 CPU Cache 失效的现象称为伪共享。

避免伪共享的方法

将b的地址设置为Cache Line对齐地址

二、CPU是如何选择线程的？

任务

在linux中，任务的优先级数值越小，优先级越高

• 实时任务：优先级0-99范围就算实时任务
• 普通任务：优先级在100-139

任务调度类

调度策略

Deadline

• SCHED_DEADLINE：是按照 deadline 进行调度的，距离当前时间点最近的 deadline 的任务会被优先调度

Realtime

• SCHED_FIFO：对于相同优先级的任务，按先来先服务的原则，但是优先级更高的任务，可以抢占低优先级的任务，也就是优先级高的可以插队
• SCHED_RR：对于相同优先级的任务，轮流着运行，每个任务都有⼀定的时间片，当用完时间片的任 务会被放到队列尾部，以保证相同优先级任务的公平性，但是高优先级的任务依然可以抢占低优先级的任务

Fair

• SCHED_NORMAL：普通任务使⽤的调度策略
• SCHED_BATCH：后台任务的调度策略，不和终端进行交互，因此在不影响其他需要交互的任务，可 以适当降低它的优先级。

完全公平调度

完全公平调度基于CFS调度算法。
让分配给每个任务的 CPU 时间是⼀样，于是它为每个任务安排⼀个虚拟运行时间 vruntime，如果⼀个任务在运行，其运行的越久，该任务的 vruntime 自然就会越大，而没有被运行的任 务，vruntime 是不会变化的。
在 CFS 算法调度的时候，会优先选择 vruntime 少的任务，以保证每个任务的公平性。

CPU运行队列

⼀个系统通常都会运行着很多任务，多任务的数量基本都是远超 CPU 核心数量，因此这时候就需要排队。
每个 CPU 都有自己的运行队列，用于描述在此 CPU 上所运行的所有进程， 其队列包含三个运行队列，Deadline 运行队列 dl_rq、实时任务运行队列 rt_rq 和 CFS 运行队列 csf_rq，其中 csf_rq 是用红黑树来描述的，按 vruntime大小来排序的，最左侧的叶子节点，就是下次会被调度的任务。

调度类优先级

调度类是有优先级的，优先级如下：Deadline > Realtime > Fair
这意味着 Linux 选择下⼀个任务执行的时候，会按照此优先级顺序进行选择，也就是说先从 dl_rq 里选择任务，然后从 rt_rq ⾥选择任务，最后从 csf_rq里选择任务。因此，实时任务总是会比普通任务优先被执行。

调整任务优先级

如果没有特意去指定优先级的话，默认情况下执行的任务都属于普通任务
如果你想让某个普通任务有更多的执行时间，可以调整任务的 nice 值，从⽽让优先级高⼀些的任务执执行更多时间。nice 的值能设置的范围是 -20～19 ，值越低，表明优先级越高，因此 -20 是最高优先级，19 则是最低优先级，默认优先级是 0。权重值与 nice 值的关系的，nice 值越低，权重值就越大，计算出来的 vruntime 就会 越少，由于 CFS 算法调度的时候，就会优先选择 vruntime 少的任务进行执执行，所以 nice 值越低，任务的优先级就越高。
nice 调整的是普通任务的优先级，所以不管怎么缩小nice 值，任务永远都是普通任务，如果某些任务要求 实时性比较高，那么你可以考虑改变任务的优先级以及调度策略，使得它变成实时任务