“启动太阳轨道计算软件‘Three-Body l.0’！”牛顿声嘶力竭地发令，“启动计算主控！加载差分模块！加载有限元模块！加载谱方法模块……调入初始条件参数！计算启动！！”
本文将对linux中进程调度相关知识进行介绍。
准备知识
进程分类
根据进程运行状态，可以将进程分为两种：
- IO密集型：吞吐量大，CPU占用率低，例如网络通信中的监听进程
- CPU密集型：吞吐量少，CPU占用率高，例如编译器进程
由于进程的不同表现，我们实际上会采取不同的策略，IO密集型往往是交互进程，响应时间敏感，属于高优先级；而CPU密集型，例如编译器进程，响应要求不高，因此属于低优先级。对于时间响应敏感的，我们要奖励，占用CPU资源多的，我们要惩罚。
graph LR
start((start))
ioTask[IO密集型]
cpuTask[CPU密集型]
bonus[奖励, 提高优先级]
panish[惩罚, 降低优先级]
start --> ioTask
start --> cpuTask
ioTask --> bonus
cpuTask --> panish
进程优先级
根据进程重要性，可以将进程分为：
- 实时进程
- 普通进程
实时进程相对重要，需要保证CPU占用优先级，普通进程不需额外照顾，linux中影响优先级的两个因素：Nice值（谦让值）和priority（权重），优先级和权重的关系如下：
实时进程PR值范围是0~99，数值越大被调度优先级越高
普通进程PR值范围是100~139，数值越小被调度优先级越高
Nice值范围是-20~19，并不是优先级但影响PR值，一般作用在普通进程上
PR值由内核决定，而用户态可以修改Nice值，干预PR值
Nice值为谦让值，如果为0，表示不干预内核，听天由命；如果为负值，表示用户态干预提高优先级，将机会留给自己；如果为正，表示降低优先级，将机会留给别人。下面这张图很形象：
抢占与非抢占
说完了任务类型，我们再来聊聊调度类型，根据进程在占用CPU时，使用权是否被剥夺，我们可以将调度分为如下两种：
- 非抢占式：进程任务一旦占据CPU，只有当前任务完成或等待IO时释放CPU，不能被其他进程夺走
- 抢占式：任务占用CPU期间可以被抢占，由操作系统调度器决定下一个占用CPU的任务
Linux采用抢占式，CPU利用率和响应时间较好，但是增加了开销
调度器设计指标
设计调度器的时候，需要考虑两个指标：
- 周转时间：任务从开始排队等待CPU资源到任务完成的时间差，即等待+执行的时间
- 响应时间：任务从开始排队到开始使用CPU的时间差，即等待时间
综合来说，有如下几点设计经验：
实时进程优先调度，普通进程优先级低于实时进程
IO密集型要频繁调度，分配较短时间片，少食多餐
CPU密集型要稍微惩罚，分配长时间片，多食少餐
调度算法
以下介绍几种常见的调度算法，记住：没有银弹
FIFO调度
经典的先来先服务