进程的优先级

公平性问题

进程产生之后，我们人为给它定一个优先级，取值范围为0-39，这就是所谓的静态优先级（进程描述符中有static_prio域指定）。static_prio取值越低优先级越高，越早被调度。内核调度程序根据静态优先级来调度进程执行，这种情况下会导致一些进程优先级低的进程始终得不到CPU资源。这样就难以避免饥饿情况发生，这是不公平的调度。抛出问题，如何解决公平性？

有人提出了，在进程描述符中引进动态优先级（进程描述符中prio域），根据静态优先级+奖惩制度来得到进程的动态优先级，取值范围0-139。调度器根据进程的动态优先级进行调度。如何理解奖惩制度？奖励IO消耗型进程，惩罚那些CPU消耗型进程，这样一来饥饿的进程优先级值可以慢慢增大，从而得到调度器的青睐，可以尽可能避免饥饿情况发生，调度尽可能公平。

实时性问题

有人又站出来说话了，我的进程是交互型的，需要响应时间短，实时性好。作为一个普通实时进程，我敲入一个命令，半天没反应。抛出问题，如何解决实时性？

解决这个问题，同样的方法我们在进程描述符中引进了rt_priority域，取值0-99（0 - MAX_RT_PRIO-1）

prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_priority

从上面表达式中可以看出，rt_priority取值越大，prio取值越小，进程优先级越高，进程越早被调度执行，实时性越好。

时间片

在完全公平调度器CFS融入内核之前，时间片是各种调度器的一个重要的概念。它指定了进程在被抢占之前所能运行的时间。调用器的一个重要目标便是有效的分配时间片，以便提供良好的用户体验。时间片分的过长会导致交互式进程响应不佳。时间片分的过长会导致进程切换带来的消耗。为了解决这个矛盾内核采用了：

1. 提高交互进程的优先级，同时分配默认的时间片

2. 不需要进程一次性用完时间片，可多次使用。

高的优先级可保证交互进程的频繁调用，长的时间片可保证它们可长时间处于可执行状态。

调整进程优先级

我们可以使用top命令查看所有进程的优先级，top 命令是最流行的性能监视工具之一，用于监视性能。

root@node-14:~# top
top - 21:57:15 up 34 days,  1:34,  7 users,  load average: 1.09, 1.25, 1.42
Tasks: 204 total,   2 running, 201 sleeping,   0 stopped,   1 zombie
Cpu(s): 15.3%us,  1.3%sy,  0.0%ni, 79.3%id,  3.9%wa,  0.0%hi,  0.2%si,  0.0%st
Mem:  16402620k total, 16083976k used,   318644k free,   292820k buffers
Swap:  8000508k total,        0k used,  8000508k free,  8078864k cached

PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
2531 rabbitmq  20   0 2528m 428m 2568 S    5  2.7   2942:32 beam.smp
2970 glance    20   0 1510m  64m 8384 S    4  0.4   1361:15 glance-api
2972 glance    20   0 2215m  67m 8440 S    3  0.4   1570:38 glance-api
2954 nova      20   0  286m 111m 3308 S    3  0.7   1499:38 nova-conductor
2956 nova      20   0  286m 111m 3372 S    3  0.7   1503:59 nova-conductor
2096 nova      20   0  256m  84m 5520 S    2  0.5 995:41.66 nova-consoleaut
2098 nova      20   0  248m  76m 5516 S    2  0.5 993:53.38 nova-scheduler
2925 cinder    20   0 2895m 742m 8224 S    2  4.6   1042:06 cinder-volume
2958 nova      20   0  286m 112m 3372 S    2  0.7   1502:07 nova-conductor
3076 nova      20   0  296m 117m 3432 S    2  0.7   1178:36 nova-api
10127 nova      20   0  136m  30m 2204 S    2  0.2 523:11.72 nova-novncproxy
14591 nova      20   0  136m  30m 2204 S    2  0.2 385:54.01 nova-novncproxy
2092 nova      20   0  242m  70m 5504 S    2  0.4 994:44.16 nova-cert
2099 cinder    20   0  222m  52m 4636 S    2  0.3   1013:51 cinder-schedule
15196 nova      20   0  136m  30m 2204 S    2  0.2 386:33.41 nova-novncproxy
2099 cinder    20   0  222m  52m 4636 S    2  0.3   1014:28 cinder-schedule
2097 nova      20   0  128m  42m 4788 S    2  0.3 409:10.46 nova-conductor
2092 nova      20   0  242m  70m 5504 S    2  0.4 995:20.23 nova-cert

字段	说明
PID	进程id
USER	进程所有者
PR	进程优先级
NI	nice值，负值表示高优先级，正值表示低优先级
VIRT	进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES	进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
SHR	共享内存大小，单位kb
S	进程状态。D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程
%CPU	上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM	进程使用的物理内存百分比
TIME+	进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
COMMAND	进程名称（命令名/命令行）

查看某个进程的运行情况，可以看到当前进程的优先级是20，nice值是0，prio = nice + 20

top -p 2021
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
2021 keystone  20  0  228m  64m 5700 S    2  0.4   1276:30 keystone-all

修改2021进程的优先级nice值为-1，提高进程的优先级，优先被调度执行。

renice -1 -p 2021
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
2021 keystone 19  -1  228m  64m 5700 S    2  0.4   1276:30 keystone-all