linux 提高进程优先级nice+ 进程调度CFS

http://www.cnblogs.com/wang_yb/archive/2012/09/04/2670564.html
http://liwei.life/2016/04/07/linux%E7%9A%84%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E4%BC%98%E5%85%88%E7%BA%A7/
http://www.cnblogs.com/imapla/p/4234258.html
http://blog.csdn.net/peimichael/article/details/5218335

nice:

更改优先级

nice -n  bash
如果是超级用户，则-n后面的值可以为负数：-<=x<=

renice：

如果您正好启动了一个进程，但意识到它应该以不同的优先级运行，那么有一种方法可以在启动之后对其进行更改，即使用 renice命令。您可以为进程指定一个绝对优先级(不是调整值)

renice +x PID
x指的是一个数字,PID为需要指定的进程的PID值

　　用top或者ps命令会输出PRI/PR、NI、%ni/%nice这三种指标值，这些到底是什么东西？先给出大概的解释如下：

　　PRI ：进程优先权，代表这个进程可被执行的优先级，其值越小，优先级就越高，越早被执行;

　　NI ：进程Nice值，代表这个进程的优先值;

　　%nice ：改变过优先级的进程的占用CPU的百分比。

　　PRI是比较好理解的，即进程的优先级，或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序，此值越小进程的优先级别越高。那NI呢？就是我们所要说的nice值了，其表示进程可被执行的优先级的修正数值。如前面所说，PRI值越小越快被执行，那么加入nice值后，将会使得PRI变为：PRI(new)=PRI(old)+nice。由此看出，PR是根据NICE排序的，规则是NICE越小PR越前（小，优先权更大），即其优先级会变高，则其越快被执行。如果NICE相同则进程uid是root的优先权更大。

　　在LINUX系统中，Nice值的范围从-20到+（不同系统的值范围是不一样的），正值表示低优先级，负值表示高优先级，值为零则表示不会调整该进程的优先级。具有最高优先级的程序，其nice值最低，所以在LINUX系统中，值-20使得一项任务变得非常重要；与之相反，如果任务的nice为+，则表示它是一个高尚的、无私的任务，允许所有其他任务比自己享有宝贵的CPU时间的更大使用份额，这也就是nice的名称的来意。

　　进程在创建时被赋予不同的优先级值，而如前面所说，nice的值是表示进程优先级值可被修正数据值，因此，每个进程都在其计划执行时被赋予一个nice值，这样系统就可以根据系统的资源以及具体进程的各类资源消耗情况，主动干预进程的优先级值。在通常情况下，子进程会继承父进程的nice值，比如在系统启动的过程中，init进程会被赋予0，其他所有进程继承了这个nice值（因为其他进程都是init的子进程）。

　　对nice值一个形象比喻，假设在一个CPU轮转中，有2个runnable的进程A和B，如果他们的nice值都为0，假设内核会给他们每人分配1k个cpu时间片。但是假设进程A的为0，但是B的值为-，那么此时CPU可能分别给A和B分配1k和1.5k的时间片。故可以形象的理解为，nice的值影响了内核分配给进程的cpu时间片的多少，时间片越多的进程，其优先级越高，其优先级值（PRI）越低。%nice，就是改变过优先级的进程的占用CPU的百分比，如上例中就是0.5k/.5k=/=%。

　　由此可见，进程nice值和进程优先级不是一个概念，但是进程nice值会影响到进程的优先级变化。

　　参考资料：
　　[] http://blog.csdn.net/longdel/article/details/7317511

[root@server1 ~]# chrt

chrt - manipulate real-time attributes of a process.

Set policy:
  chrt [options] <policy> <priority> {<pid> | <command> [<arg> ...]}

Get policy:
  chrt [options] {<pid> | <command> [<arg> ...]}

Scheduling policies:
  -b | --batch         set policy to SCHED_BATCH
  -f | --fifo          set policy to SCHED_FIFO
  -i | --idle          set policy to SCHED_IDLE
  -o | --other         set policy to SCHED_OTHER
  -r | --rr            set policy to SCHED_RR (default)

Options:
  -h | --help          display this help
  -p | --pid           operate on existing given pid
  -m | --max           show min and max valid priorities
  -v | --verbose       display status information
  -V | --version       output version information

[root@server1 ~]# chrt -f 1 bash
[root@server1 ~]# chrt -p $$
pid 6496's current scheduling policy: SCHED_FIFO
pid 6496's current scheduling priority: 1

http://blog.sina.com.cn/s/blog_65373f1401017jqx.html

1.什么是CFS
CFS(Completely Fair Scheduler)是Linux 2.6.23中引入的，针对普通进程（linux中除了普通进程之外还有实时进程，实时进程有专门的实时调度器，其实现在kernel/sched_rt.c）的一个调度器。它的实现在kernel/sched_fair.c。

CFS的设计原则是，尽力保证CPU资源在所有可运行进程之间平均划分——假如系统中一共有n个可运行进程，那么在任何时刻，每个可执行进程刚好使用了1/n的CPU资源。注意，红色字体意味着这只能是一个理想化的模型，在某一时刻（甚至可以说在每一时刻）肯定会有人超过1/n，有人不足1/n，但是CFS会以此模型为目标尽力去做到。

. vruntime
CFS通过为每个可运行进程维护一个虚拟运行时间vruntime来实现它的目标。vruntime记录了一个可执行进程到当前时刻为止执行的总时间（需要以进程总数n进行归一化，并且根据进程的优先级进行加权）。CFS每次挑选新进程投入运行的时候，采用的策略超级简单：挑选vruntime最小的可运行进程p投入运行，当运行了一段时间dt之后，进程p的vruntime相应增加Dt(vruntime+=Dt)，然后CFS重新选择拥有最小vruntime的进程p'投入运行。

需要注意的是，上文中vruntime的增加值Dt并不一定等于dt，Dt的计算需要根据进程的优先级也就是nice值进行加权，并对可执行进程总数n进行归一化。例如对同样的dt，高优先级进程的Dt比低优先级进程的Dt小。也就是说高优先级进程的vruntime增加较慢，所以就有更多的机会获得CPU。

在理想的情况下，CFS应该把时间粒度划分的无限小。当一个可运行进程投入运行时，只运行无限小的时间就交出CPU。这样就可以满足任意时刻每个可运行进程的vruntime都相等的理想目标。实际中当然不可能做到无限小，每个进程的运行时间的最小粒度默认是1ms，再小的话，上下文切换的开销就相当巨大了。

. 可运行进程的维护
CFS如何快速挑选最小vruntime的可运行进程呢？答案是红黑树。红黑树是一种准平衡二叉排序树，也是一种自平衡二叉树，它的search/insert/delete操作的时间复杂度都是O(log(n))，并具有良好地动态特性（相比AVL树）。CFS将所有可运行进程组织成一个红黑树(rbtree)，红黑树的key就是进程的vruntime。通过这个rbtree，CFS可以在O(log(n))时间内找到最小vruntime的进程——也就是最左边的树节点(leftmost)。并且，CFS会将leftmost节点cache起来，以便加速下一次查找。

在每一次调度中，CFS从rbtree中挑中leftmost进程投入运行，运行完之后增加这个进程的vruntime值，并将其重新insert到rbtree里（如果这个进程没有被阻塞，即仍然是可运行的）。随着系统不断运行，可运行进程会不断地从rbtree的最左边delete，再被insert到右边，是一个很有趣的过程。