作为操作系统中最小的执行单元，线程和进程的优先级决定了它们在CPU上被调度执行的顺序
本文旨在深入探讨Linux内核中的优先级机制，包括其定义、分类、调整方法及其对系统性能的影响
一、线程优先级的基本概念 线程是操作系统中最小的执行单元，它代表了一条独立的执行路径
在Linux内核中，线程的优先级决定了线程在CPU上被调度执行的顺序
优先级高的线程在竞争CPU资源时更有可能被调度执行，而优先级低的线程则可能面临较长的等待时间
在Linux内核中，线程的优先级取值范围通常是0到139，其中0代表最高优先级，139代表最低优先级
线程的优先级是通过nice值和实时优先级两种方式进行调度的
1.nice值：nice值是一个范围在-20到19之间的整数，表示线程相对于其他线程的优先级
nice值越小，优先级越高；nice值越大，优先级越低
默认情况下，普通进程的nice值为0
通过调整nice值，可以相对地改变线程的优先级，从而优化系统的性能
2.实时优先级：实时优先级是一个范围在0到99的整数，表示线程的绝对优先级
实时优先级的优先级高于nice值，任何实时的线程优先级都高于普通的线程
实时优先级用于确保对时间敏感的任务（如音频和视频处理）能够得到及时的处理
二、进程优先级的分类与调度策略 在Linux系统中，进程和线程的优先级管理密切相关
进程优先级用于确定在资源竞争的情况下，哪个进程将被操作系统调度为下一个运行的进程
进程优先级允许操作系统根据进程的相对重要性和需求来分配有限的系统资源
Linux内核提供了多种调度策略，以满足不同类型任务的需求
其中，最常见的调度策略包括： 1.SCHED_OTHER：分时调度策略，适用于普通用户进程
在这种策略下，进程的优先级是通过nice值来调整的
2.SCHED_FIFO：实时调度策略，先到先服务
一旦占用CPU则一直运行，直到有更高优先级任务到达或自己放弃
这种策略适用于对时间敏感的任务，如音频和视频处理
3.SCHED_RR（Round Robin）：实时调度策略，与SCHED_FIFO类似，但提供了时间片轮转机制，以防止某个实时进程长时间占用CPU
三、如何调整和管理优先级 在Linux系统中，可以使用多种方法来调整和管理优先级，以满足不同场景下的需求
1.使用nice命令：nice命令用于在启动进程时设置其nice值
通过调整nice值，可以相对地改变进程的优先级
例如，使用`nice -n 10my_program`命令启动一个程序，将其nice值设置为10，从而降低其优先级
2.使用top和renice命令：top命令是一个实时监控系统资源和进程状态的工具
在top命令中，可以按下r键，然后输入进程的PID和新的nice值，以动态地调整进程的优先级
renice命令也可以用于修改已经运行的进程的nice值
3.设置实时优先级：对于需要实时响应的任务，可以使用`chrt`命令来设置其实时优先级
例如，使用`chrt -f 90 my_real_time_program`命令将某个实时进程的优先级设置为90
4.配置CFS调度器：CFS（Completely Fair Scheduler）是Linux内核中的默认调度器，它采用了一种基于权重的调度算法，以确保所有进程都能公平地分享CPU资源
通过调整进程的nice值，可以间接地影响CFS调度器对进程的处理
四、优先级调整对系统性能的影响
