Debian进程调度算法概览
Debian基于Linux内核，其进程调度采用模块化调度器架构，以CFS（完全公平调度器）作为普通任务的核心，按优先级从高到低依次为：Stop、Deadline、Real-time（FIFO/RR/DL）、CFS（SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH/SCHED_IDLE）、Idle。普通任务使用CFS，通过vruntime（虚拟运行时间）与权重（由nice映射）实现按权重分配的公平性；实时任务使用SCHED_FIFO/SCHED_RR/SCHED_DEADLINE，具备更高优先级与更强抢占性。自内核演进看，Linux已从早期**O(N)与O(1)**调度器过渡到以CFS为主的设计，兼顾公平、响应与吞吐。
调度策略与优先级
- 实时策略
- SCHED_FIFO：先进先出，相同优先级不抢占，除非主动让出或被更高优先级抢占。
- SCHED_RR：同优先级按时间片轮转，时间片到期即被抢占。
- SCHED_DEADLINE：最早截止期限优先（EDF），按任务的绝对截止时间与运行需求调度。
- 普通策略
- SCHED_NORMAL：默认策略，面向交互与通用计算，由CFS按权重公平分配CPU时间。
- SCHED_BATCH：面向批处理，降低交互性以提升吞吐。
- SCHED_IDLE：仅在系统空闲时运行，优先级最低。
- 优先级与数值范围
- 实时优先级：1–99（数值越大优先级越高，可强抢占普通任务）。
- 普通优先级（nice）：-20–19（映射到内核优先级约100–139，数值越小优先级越高）。
- 调度类串联顺序：stop_sched_class → dl_sched_class → rt_sched_class → fair_sched_class → idle_sched_class（高优先级类先被挑选）。
CFS核心机制
- 公平度量：以vruntime记录进程“按权重折算后的运行时间”，权重越高（nice越小），单位真实时间增加的vruntime越小，因而更频繁被选中，长期获得与其权重成比例的CPU份额。
- 运行队列：每CPU维护cfs_rq红黑树，按vruntime排序，调度器总是选择**最左节点（最小vruntime）**运行。
- 抢占与响应：通过时钟tick与wakeup_granularity等阈值实现“适度抢占”，既保障交互式响应，又避免过度切换；CFS不依赖固定时间片，而以sched_latency / sched_min_granularity等参数控制调度窗口与最小运行粒度。
查看与调整调度策略的常用方法
- 查看进程策略与优先级
- 命令：ps -eo pid,comm,ni,pri,rtprio
- 含义：ni（nice）、pri（动态优先级）、rtprio（实时优先级，非实时为-）。
- 调整实时优先级（需root）
- 命令：chrt -f -p 99 （SCHED_FIFO，优先级99）
- 命令：chrt -r -p 50 （SCHED_RR，优先级50）
- 配置CPU亲和性
- 运行时参数（示例）
- 查看/调整：cat /proc/sys/kernel/sched_latency_ns 等
- 用途：调节调度窗口与粒度，影响响应与吞吐（谨慎变更）。