Linux2.6内核进程调度队列

Linux2.6内核进程调度队列

Linux2.6内核中，每一个CPU都维护一个运行队列，其结构如下：

运行队列由4部分构成：

1. active指针：指向活跃队列
2. expired指针：指向过期队列
3. 活跃队列：活跃队列中包含时间片还没有被耗尽的进程，这些进程会被CPU调度
4. 过期队列：过期队列中包含的是时间片耗尽的进程，这些进程会等待下一次时间片到来，进而被CPU调度

活动队列的结构

活跃队列与过期队列的结构一致，均由3个部分构成：

1. nr_active：一个整数，表示位于活跃队列/过期队列的进程数量
2. queue：queue数组共有140个元素，该数组中每一个元素都是一个队列，队列中维护一个一个的进程(进程的PCB)，其中下标为100的队列中均为优先级为60的进程，下标101的队列中均为优先级61的进程，以此类推，下标139的队列中均为优先级99的进程，在queue中的下标越小，优先级越高，相同优先级的进程按照FIFO规则在队列中进行排列，CPU调度一个进程，首先在queue当中从前往后遍历，找到一个非空的队列，这个队列中的所有进程优先级相同，按照入队的先后顺序进行调度。queue中下标为[0,99]的队列维护的进程采用实时优先级（不常用），下标[100,139]的队列使用的是普通优先级，依次对应nice值为[-20,19]的进程
3. bitmap：使用位图结构，一共有160个比特位，其中第i个比特位表示队列数组中的第i个队列是否为空，bitmap可以提高CPU查找非空队列的效率，系统查找一个最适合调度进程的时间复杂度是一个常数，不会随着进程数量的增多而增加，称为进程调度的O(1)算法
   增多而增加，称为进程调度的O(1)算法
4. 活动队列上的进程被处理完毕后，会放到过期队列，活动队列上进程的数量减少，过期队列上进程的数量增多，当活动队列上没有进程时，将active指针与expired指针进行交换，如此一来，相当于又有了一批活动进程，循环这个过程即可完成进程的合理调度