Linux 内核探秘：进程调度原理

Linux 作为一个多任务操作系统，其核心功能之一就是进程调度。调度器的任务是决定哪个进程应该获得 CPU 时间片，以及运行多久。

CFS 调度器 (Completely Fair Scheduler)

自 Linux 2.6.23 以来，默认的调度器是 CFS（完全公平调度器）。CFS 的目标是为所有任务提供公平的 CPU 时间。

虚拟运行时间 (vruntime)

CFS 不再使用传统的时间片概念，而是引入了虚拟运行时间。每个进程维护一个 vruntime 变量，记录了该进程已经运行的虚拟时间。CFS 总是选择 vruntime 最小的进程来运行。

进程的优先级通过权重（Weight）来体现。高优先级进程的虚拟时间增长得慢，从而获得更多的实际 CPU 时间。

进程状态

• TASK_RUNNING: 进程正在运行或在就绪队列中等待运行。
• TASK_INTERRUPTIBLE: 进程正在睡眠（阻塞），等待某些条件（如 I/O），可以被信号唤醒。
• TASK_UNINTERRUPTIBLE: 深度睡眠，不可被信号唤醒（通常在等待磁盘 I/O）。
• TASK_ZOMBIE: 僵尸进程，进程已结束但父进程尚未回收其资源。

上下文切换

上下文切换是指 CPU 从一个进程切换到另一个进程的过程，包括保存当前进程的状态（寄存器、栈指针等）和恢复下一个进程的状态。过于频繁的上下文切换会降低系统性能。