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Linux进程优先级

Linux 是一个多用户、多任务的操作系统,系统中通常运行着非常多的进程。但是 CPU 在一个时钟周期内只能运算一条指令(现在的 CPU 采用了多线程、多核心技术,所以在一个时钟周期内可以运算多条指令。 但是同时运算的指令数也远远小于系统中的进程总数),那问题来了:谁应该先运算,谁应该后运算呢?这就需要由进程的优先级来决定了。

另外,CPU 在运算数据时,不是把一个集成算完成,再进行下一个进程的运算,而是先运算进程 1,再运算进程 2,接下来运算进程 3,然后再运算进程 1,直到进程任务结束。不仅如此,由于进程优先级的存在,进程并不是依次运算的,而是哪个进程的优先级高,哪个进程会在一次运算循环中被更多次地运算。

这样说很难理解,我们换一种说法。假设我现在有 4 个孩子(进程)需要喂饭(运算),我更喜欢孩子 1(进程 1 优先级更高),孩子 2、孩子 3 和孩子 4 一视同仁(进程 2、进程 3 和进程 4 的优先级一致)。现在我开始喂饭了,我不能先把孩子 1 喂饱,再喂其他的孩子,而是需要循环喂饭(CPU 运算时所有进程循环运算)。那么,我在喂饭时(运算),会先喂孩子 1 一口饭,然后再去喂其他孩子。而且在一次循环中,先喂孩子 1 两口饭,因为我更喜欢孩子 1(优先级高),而喂其他的孩子一口饭。这样,孩子 1 会先吃饱(进程 1 运算得更快),因为我更喜欢孩子 1。

在 Linux 系统中,表示进程优先级的有两个参数:Priority 和 Nice。还记得 "ps -le" 命令吗?
[root@localhost ~]# ps -le
F S UID PID PPID C PRI NI ADDR  SZ WCHAN TTY    TIME  CMD
4 S   0   1    0 0  80  0    - 718     -   ? 00:00:01 init
1 S   0   2    0 0  80  0    -   0     -   ? 00:00:00 kthreadd
...省略部分输出... 
其中,PRI 代表 Priority,NI 代表 Nice。这两个值都表示优先级,数值越小代表该进程越优先被 CPU 处理。不过,PRI值是由内核动态调整的,用户不能直接修改。所以我们只能通过修改 NI 值来影响 PRI 值,间接地调整进程优先级。

PRI 和 NI 的关系如下:

PRI (最终值) = PRI (原始值) + NI

其实,大家只需要记得,我们修改 NI 的值就可以改变进程的优先级即可。NI 值越小,进程的 PRI 就会降低,该进程就越优先被 CPU 处理;反之,NI 值越大,进程的 PRI 值就会増加,该进程就越靠后被 CPU 处理。

修改 NI 值时有几个注意事项:
  • NI 范围是 -20~19。
  • 普通用户调整 NI 值的范围是 0~19,而且只能调整自己的进程。
  • 普通用户只能调高 NI 值,而不能降低。如原本 NI 值为 0,则只能调整为大于 0。
  • 只有 root 用户才能设定进程 NI 值为负值,而且可以调整任何用户的进程。

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