目錄

回顧進程優先級與進程調度的引入

內核runqueue圖例

關于queue[140]前100個位置 | 實時進程與分時進程

遍歷需要調度的進程與bitmap的引入

active、expired指針

結語

---

回顧進程優先級與進程調度的引入

在我們之前的學習中，我們是有學習過進程優先級這個概念的，這里簡單回顧一下

默認優先級是80，但是還有一個nice值可以供我們修改優先級的值

這是因為：優先級 = 默認優先級 + nice值

而nice值的范圍是從-20~19，也就是說，進程優先級是有40個值的，即從60 ~ 99

但是現在進程的優先級我們知道了，而在系統之中，他是如何使用這些優先級的呢？

內核runqueue圖例

如下圖：

這個是我們內核中的runqueue，前面我們在進程狀態那篇博客中也有提到他，只要進程被鏈入runqueue之中，就代表他會被CPU調度執行，也就是就緒和運行狀態

并且，一個CPU只有一個runqueue

而今天我們將會詳細談一談runqueue里面的幾個字段，因為我們今天要講調度，那就必然和這些繞不開

首先是上圖中用藍色框框框起來的，第三個，也就是queue[140]

需要說明的是，這140個空間中，前100個是給實時進程的（后文會有所舉例），也就是0~99位置，而后面的100~139這40個位置

不對，40個位置，這和我們的nice值的范圍，也就是進程優先級的范圍不是正好吻合了嗎！

事實也的確如此，我們來看一下圖例：

我們的每一個下標，在這樣子分布的情況下，就可以和進程的優先級一一對應，而我們這時候如果有進程進來了，那么就會直接根據他的優先級進行插入到相應位置：

比如這樣，接著就能夠調度起來了

關于queue[140]前100個位置 | 實時進程與分時進程

可能很多同學對這幾個字眼比較陌生，這里舉一個例子就明白了

分時操作系統就好比我們的電腦，需要同時讓多個進程進行輪轉，同時運行

而實時操作系統則像是車子，一臺汽車里面可能有很多功能，音樂、影視等等，但是總不能說有緊急情況了，現在我要剎車，結果操作系統說：不行，我音樂還在放呢，你不能剎車，這也太扯了

以上就是關于實時操作系統和分時操作系統的講解，這里并不打算詳說，因為今天的重點是動態理解進程的調度

遍歷需要調度的進程與bitmap的引入

首先，我們并不是所有進程的優先級都是從60開始的，大部分甚至都是80

那問題來了，我們前面還有100個空間沒有使用，空著放在那里給實時進程準備著，那我們每一次要找下一個需要調度的進程的時候，都需要一個一個去找嗎？這樣的話效率太低了

所以runqueue中還有一個東西，叫做bitmap[5]，也就是所謂的位圖：

至于為什么是 5 呢，因為5*32=160，而4*32=128，5 個可以剛好覆蓋，但是4個則會直接不夠

而我們有了位圖之后，效率的提升是明顯的

比如我們現在要看前32個空間有沒有進程，我們只需要這樣：

bitmap[i]==0

這樣我們一次就能知道32個位置有沒有進程，如果為0，那就下一個32，如果不為0，那再一個一個找進程

active、expired指針

active（活躍）expired（過期）

我們現在再來看回最開始那張圖片：

我們可以看到，這里面其實有兩個框，藍和紅兩個，并且，里面的內容是完全一樣的

在看到藍色框框上面的兩個變量，那是兩個指針，active 和 expired，而這兩個指針指向的就是下面的兩個框框

我們再通過畫圖來理解一下這個過程：

在最開始的時候，進程在活躍（active）指針指向的queue下面，等到調度完之后

這個進程就會被鏈入到expired所指向的queue中（下圖用藍色框框表示的就是已經調用結束的進程）：

而所有的進程在被調度完之后，上面active指針所指向的queue，直接遍歷 1 次bitmap，發現全是 0，就知道全部調度完了

接下來就是：兩個指針的值直接交換（swap(*active, *expired)）

這樣我們的活躍queue和過期queue就完成了交換

接下來就是繼續調度active指針指向的進程，全部執行完了之后，就再交換，過期的重新變成活躍的

如此往復

結語

這篇文章到這里就結束啦！！~(￣▽￣)~*

如果覺得對你有幫助的，可以多多關注一下喔