1.什么是进程优先级？

Linux进程的优先级是用来确定在多个进程同时运行时，哪个进程会获得更多的CPU时间片。

Linux进程的优先级分为实时优先级和普通优先级。

实时优先级用于实时应用程序，如硬实时任务和实时控制系统，而普通优先级用于非实时应用程序。

2.进程优先级原理

• 实时进程：动态优先级为0-99的进程，采用实时调度算法调度。

• 普通进程：动态优先级为100-139的进程，采用完全公平调度算法调度。

• nice值：是用于调整普通进程优先级的参数。范围：-20-19。

2.1 task_struct优先级

task_struct {

......

int prio;

int static_prio;

int normal_prio;

unsigned int rt_priority;

};

• prio（动态优先级）

动态优先级，有效优先级，调度器最终使用的优先级数值，范围0-139，值越小，优先级越高。

• static_prio（静态优先级）

静态优先级，采用SCHED_NORMAL和SCHED_BATCH调度策略的进程（即普通进程）用于计算动态优先级的，范围100-139。

prio = static_prio = nice + DEFAULT_PRIO = nice + 120。

• normal_prio（归一化优先级）

用于计算prio的中间变量，不需要太关心。

• rt_priority（实时优先级）

实时优先级，采用SCHED_FIFO和SCHED_RR调度策略进程（即实时进程）用于计算动态优先级，范围0-99。

prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio = 100 - 1 - rt_priority;

实时优先级数值越大，得到的动态优先级数值越小，优先级越高。

3.查看进程优先级

3.1 执行ps -elf 命令查看进程优先级

PRI：进程优先级，数值越小，优先级越高。（并非动态优先级）

NI：nice值。

3.2cat /proc/PID/sched查看进程调度信息

policy：调度策略

prio：动态优先级

4.修改进程优先级

4.1 setpriority函数原型

int setpriority(int which, id_t who, int prio);

功能：setpriority函数用于设置进程nice值。

参数：

which：指定要修改nice值的对象，可以是以下值之一：

• PRIO_PROCESS：用于修改指定进程的优先级。

• PRIO_PGRP：用于修改指定进程组的优先级。

• PRIO_USER：用于修改指定用户的所有进程的优先级。

who：指定被修改优先级的对象的标识符。

• 如果which为PRIO_PROCESS，则who为目标进程的进程ID（PID）。

• 如果which为PRIO_PGRP，则who为目标进程组的进程组ID（PGID）。

• 如果which为PRIO_USER，则who为目标用户的用户ID（UID）。

prio：新的nice值，范围通常为-20到19之间。

返回值：

成功：返回0。

失败：返回-1，并设置errno。

4.2 getpriority函数原型

int getpriority(int which, id_t who);

功能：getpriority函数用于获取进程nice值。

参数：

which：指定要获取nice值的对象，可以是以下值之一：

• PRIO_PROCESS：用于修改指定进程的优先级。

• PRIO_PGRP：用于修改指定进程组的优先级。

• PRIO_USER：用于修改指定用户的所有进程的优先级。

who：指定获取nice值的对象的标识符。

• 如果which为PRIO_PROCESS，则who为目标进程的进程ID（PID）。

• 如果which为PRIO_PGRP，则who为目标进程组的进程组ID（PGID）。

• 如果which为PRIO_USER，则who为目标用户的用户ID（UID）。

返回值：

成功：返回nice值。

失败：返回-1，并设置errno。

4.3 sched_setscheduler函数原型

int sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, const struct sched_param *param);

功能：sched_setscheduler函数是Linux系统中用于设置进程调度策略和优先级的系统调用。

参数：

pid：进程ID，0表示当前进程。

policy：表示要设置的调度策略，常用的调度策略有以下几种选项：

• SCHED_OTHER：普通进程调度策略。

• SCHED_FIFO：先进先出调度策略。

• SCHED_RR：轮转调度策略。

param：是一个指向sched_param结构的指针，用于指定优先级参数。

struct sched_param {

...

int sched_priority;

...

};

返回值：

成功：返回0。

失败：返回-1，并设置errno。

sched_setscheduler使用注意事项：

调度策略在内核中的定义：

4.4 sched_getscheduler函数原型

int sched_getscheduler(pid_t pid);

功能：sched_getscheduler函数是Linux系统中的一个于获取指定进程的调度策略。

参数：

pid：进程id，0表示当前进程。

返回值：

成功：返回调度策略：

• SCHED_OTHER

• SCHED_FIFO

• SCHED_RR

• SCHED_BATCH

• SCHED_IDLE

失败：返回-1，并设置errno。

4.5 sched_setparam函数原型

int sched_setparam(pid_t pid, const struct sched_param *param);

功能：sched_setparam用于设置进程实时优先级，该函数不能设置调度策略。

参数：

pid：进程id，0表示当前进程。

param：参数sched_setscheduler函数。

返回值：

成功：返回0。

失败：返回-1，并设置errno。

4.6 sched_getparam函数原型

int sched_getparam(pid_t pid, struct sched_param *param);

功能：sched_getparam用于获取指定进程的实时优先级。

参数：

pid：进程id，0表示当前进程。

param：参数sched_setscheduler函数。

返回值：

成功：返回0。

失败：返回-1，并设置errno。