Linux进程优先级和调整优先级

Linux进程优先级

---

Linux 是一个多用户、多任务的操作系统，系统中通常运行着非常多的进程。但是 CPU 在一个时钟周期内只能运算一条指令（现在的 CPU 采用了多线程、多核心技术，所以在一个时钟周期内可以运算多条指令。 但是同时运算的指令数也远远小于系统中的进程总数），那问题来了：谁应该先运算，谁应该后运算呢？这就需要由进程的优先级来决定了。

另外，CPU 在运算数据时，不是把一个集成算完成，再进行下一个进程的运算，而是先运算进程 1，再运算进程 2，接下来运算进程 3，然后再运算进程 1，直到进程任务结束。不仅如此，由于进程优先级的存在，进程并不是依次运算的，而是哪个进程的优先级高，哪个进程会在一次运算循环中被更多次地运算。

这样说很难理解，我们换一种说法。假设我现在有 4 个孩子（进程）需要喂饭（运算），我更喜欢孩子 1（进程 1 优先级更高），孩子 2、孩子 3 和孩子 4 一视同仁（进程 2、进程 3 和进程 4 的优先级一致）。现在我开始喂饭了，我不能先把孩子 1 喂饱，再喂其他的孩子，而是需要循环喂饭（CPU 运算时所有进程循环运算）。那么，我在喂饭时（运算），会先喂孩子 1 一口饭，然后再去喂其他孩子。而且在一次循环中，先喂孩子 1 两口饭，因为我更喜欢孩子 1（优先级高），而喂其他的孩子一口饭。这样，孩子 1 会先吃饱（进程 1 运算得更快），因为我更喜欢孩子 1。

在 Linux 系统中，表示进程优先级的有两个参数：Priority 和 Nice。还记得 "ps -le" 命令吗？

[root@localhost ~]# ps -le
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR  SZ WCHAN TTY    TIME  CMD
4 S   0   1    0 0  80  0    - 718     -   ? 00:00:01 init
1 S   0   2    0 0  80  0    -   0     -   ? 00:00:00 kthreadd
...省略部分输出... 

其中，PRI 代表 Priority，NI 代表 Nice。这两个值都表示优先级，数值越小代表该进程越优先被 CPU 处理。不过，PRI值是由内核动态调整的，用户不能直接修改。所以我们只能通过修改 NI 值来影响 PRI 值，间接地调整进程优先级。

PRI 和 NI 的关系如下：

PRI (最终值) = PRI (原始值) + NI

其实只需要记得，我们修改 NI 的值就可以改变进程的优先级即可。NI 值越小，进程的 PRI 就会降低，该进程就越优先被 CPU 处理；反之，NI 值越大，进程的 PRI 值就会増加，该进程就越靠后被 CPU 处理。

修改 NI 值时有几个注意事项：

• NI 范围是 -20~19。
• 普通用户调整 NI 值的范围是 0~19，而且只能调整自己的进程。
• 普通用户只能调高 NI 值，而不能降低。如原本 NI 值为 0，则只能调整为大于 0。
• 只有 root 用户才能设定进程 NI 值为负值，而且可以调整任何用户的进程。

 

当 Linux 内核尝试决定哪些运行中的进程可以访问 CPU 时，其中一个需要考虑的因素就是进程优先级的值（也称为 nice 值）。每个进程都有一个介于 -20 到 19 之间的 nice 值。默认情况下，进程的 nice 值为 0。进程的 nice 值，可以通过 nice 命令和 renice 命令修改，进而调整进程的运行顺序。 

renice 命令

---

同 nice 命令恰恰相反，renice 命令可以在进程运行时修改其 NI 值，从而调整优先级。

renice 命令格式如下：

[root@localhost ~] # renice [优先级] PID

注意，此命令中使用的是进程的 PID 号，因此常与 ps 等命令配合使用。

例如：

[root@localhost ~]# renice -10 2125
2125: old priority -5, new priority -10
[root@localhost ~]# ps -le | grep "httpd" | grep -v grep
1 S 0 2122 1 0 75 -5 - 113.0 - ? 00:00:00 httpd
5 S 2 2123 2122 0 75 -5 - 1130 - ? 00:00:00 httpd
5 S 2 2124 2122 0 75 -5 - 1130 - ? 00:00:00 httpd
5 S 2 2125 2122 0 70 -10 - 1130 - ? 00:00:00 httpd
5 S 2 2126 2122 0 75 -5 - 1130 - ? 00:00:00 httpd
5 S 2 2.127 2122 0 75 -5 - 1130 - ? 00:00:00 httpd
#PID为2125的进程的PRI值为70，而NI值为-10

如何合理地设置进程优先级，曾经是一件让系统管理员非常费神的事情。但现在已经不是了，如何地 CPU 足够强大，能够合理地对进程进行调整，输入输出设备也远远跟不上 CPU 地脚步，反而在更多的情况下，CPU 总是在等待哪些缓慢的 I/O（输入/输出）设备完成数据的读写和传输任务。