Linux调度-反转楼梯最后期限调度算法

（反转楼梯最后期限调度算法）The Rotating Staircase Deadline Scheduler 简称RSDL

CPU调度似乎是那些永远未完成的工作之一。开发人员可以在CPU调度器上工作一段时间，并使其工作得更好，但总有一些工作负载不能像用户希望的那样得到很好的服务。交互系统的用户尤其倾向于对调度器延迟敏感。作为回应，当前的调度器已经发展出一组精心设计的启发式算法，它们试图检测哪些进程是真正交互的，并在CPU中给予它们优先级。结果是复杂的代码——人们仍然抱怨交互式响应。

Con Kolivas一直致力于改善交互性。他最新的提议是旋转楼梯截止时间调度程序(RSDL)，它试图通过相对简单的设计、完全的公平性和有限的延迟来提供良好的交互式响应。这项工作借鉴了Con早期的楼梯调度程序(2004年6月)，但采用了一种明显不同的方法。

与许多调度器一样，RSDL维护一个优先级数组，如图所示。在每个级别上都有一个当前希望以该优先级运行的进程列表;每个进程都有一个时间配额，允许它以该优先级执行。为具有最高优先级的进程分配时间片，调度器使用典型的轮循算法在它们之间进行轮换。当一个进程在给定的优先级级别上使用它的配额时，它将下降到下一个优先级并被赋予一个新的配额。因此，该进程可以继续运行，但必须在高优先级进程依次运行之后。当进程沿着阶梯向下移动时，它们必须越来越多地与那些在较低层次上耐心等待的较低优先级的进程进行竞争。最终的结果是，即使是优先级最低的进程最终也至少会占用一点CPU时间。

这个调度器的一个有趣特性是，每个优先级级别都有自己的配额。一旦最高优先级使用了它的配额，在该级别上运行的所有进程都会被推到下一个更低的级别，而不管它们是否消耗了各自的CPU时间配额。由于这种“小轮询”机制，在较低优先级级别上等待的进程只需要在有限的时间内等待，然后所有其他进程就会在其级别上运行。因此，等待运行的任何进程的最大延迟是有界的，并且可以计算;这个调度器不会出现饥饿。

当进程用完它们的时间时，它们被移动到第二个数组，称为“过期”数组，在那里它们被放回到原来的优先级。过期数组中的进程不会运行;它们将被冷落，直到没有更多的进程留在当前活动数组中，或者直到所有进程由于轻微的旋转而被推离活动数组的底部。在这一点上，一个“大轮换”发生了:活动和过期的数组被交换，整个事件系列从头开始重新开始。

当前调度器试图通过跟踪每个进程的睡眠频率来定位交互任务;那些被认为具有互动性的人会得到优先级提升的奖励。RSDL消除了这一切。相反，处于睡眠状态的进程不会把所有的时间都用在更高的优先级上。当它们运行时，它们自然比那些需要大量cpu的竞争对手更有优势。如果一个进程在大周期中处于休眠状态，那么它的配额将返回到运行队列特定于优先级的配额值中。因此，即使在此期间运行的其他高优先级进程通过轻微的轮换被推到较低的优先级，它也能够以高优先级运行。所有这一切都应该使交互式应用程序能够快速响应。

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