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Linux线程调度实验

news 2025/8/28 12:44:29

Linux线程调度实验

1.获取线程属性

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#define _GNU_SOURCE#define handle_error_en(en, msg) \do { errno = en; perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while (0)static void display_pthread_attr(pthread_attr_t *attr, char *prefix){int s, i;size_t v;void *stkaddr;struct  sched_param sp;s = pthread_attr_getdetachstate(attr, &i);if (s != 0) handle_error_en(s, "pthread_attr_getdetachstate");printf("%sDetach state        = %s\n", prefix,(i == PTHREAD_CREATE_DETACHED) ? "PTHREAD_CREATE_DETACHED" :(i == PTHREAD_CREATE_JOINABLE) ? "PTHREAD_CREATE_JOINABLE" :"???");s = pthread_attr_getscope(attr, &i);if (s != 0)handle_error_en(s, "pthread_attr_getscope");printf("%sScope               = %s\n", prefix,(i == PTHREAD_SCOPE_SYSTEM)  ? "PTHREAD_SCOPE_SYSTEM" :(i == PTHREAD_SCOPE_PROCESS) ? "PTHREAD_SCOPE_PROCESS" :"???");s = pthread_attr_getinheritsched(attr, &i);if (s != 0)handle_error_en(s, "pthread_attr_getinheritsched");printf("%sInherit scheduler   = %s\n", prefix,(i == PTHREAD_INHERIT_SCHED)  ? "PTHREAD_INHERIT_SCHED" :(i == PTHREAD_EXPLICIT_SCHED) ? "PTHREAD_EXPLICIT_SCHED" :"???");s = pthread_attr_getschedpolicy(attr, &i);  if (s != 0)  handle_error_en(s, "pthread_attr_getschedpolicy");  printf("%sScheduling policy   = %s\n", prefix,  (i == SCHED_OTHER) ? "SCHED_OTHER" :  (i == SCHED_FIFO)  ? "SCHED_FIFO" :  (i == SCHED_RR)    ? "SCHED_RR" :  "???");  s = pthread_attr_getschedparam(attr, &sp);  if (s != 0)  handle_error_en(s, "pthread_attr_getschedparam");  printf("%sScheduling priority = %d\n", prefix, sp.sched_priority);  s = pthread_attr_getguardsize(attr, &v);  if (s != 0)  handle_error_en(s, "pthread_attr_getguardsize");  printf("%sGuard size          = %zu bytes\n", prefix, v);  s = pthread_attr_getstack(attr, &stkaddr, &v);  if (s != 0)  handle_error_en(s, "pthread_attr_getstack");  printf("%sStack address       = %p\n", prefix, stkaddr);  printf("%sStack size          = 0x%zx bytes\n", prefix, v);  }void* computing(void* arg){int s;pthread_attr_t gattr;s = pthread_getattr_np(pthread_self(), &gattr);if (s != 0)handle_error_en(s, "pthread_getattr_np");printf("Thread attributes:\n");display_pthread_attr(&gattr, "\t");pause();pthread_exit(0);}int main(){pthread_t tid;pthread_attr_t attr;pthread_attr_init(&attr);// 线程创建函数pthread_create(&tid, &attr, computing, NULL);// 等待指定的线程结束pthread_join(tid,NULL);return 0;
}

这个库函数报错不用管
在这里插入图片描述我们可以看到当前进程：
datach state：这个进程是一个joinable，也就是一个可进入等待状态的进程
scope：有两种状态
这两个的区别
一个是系统范围，一个是进程范围，如果我有多个线程，那么他们的竞争区间是在自己的进程内，还是整个系统的进程内
在这里插入图片描述系统范围竞争
进程内竞争
我们linux系统的线程是系统范围竞争，我们前面学了用户模型和系统模型1对1模型，其实linux就是1

inherit schedule：调度器是谁

这里可以看出是继承调度，调度器的参数和属性会被这个进程所继承。

在这里插入图片描述
执行策略是：SCHED_OTHER

下面两个fifo和RR一个是先进先出，一个是时间片
Linux线程调度策略总共有两种：

Normal Scheduling（正常调度）：总共有三种，分别为SCHED_OTHER，SCHED_IDLE，SCHED_BATCH，它的优先级数值priority_value需要设置成0，但这里并不一定意味着这个进程优先级很高，因为这个0是默认值。
Real_time Schedulig（实时调度）：总共有两种：一种是SCHED_FIFO（先来先服务），SCHED_RR（时间片轮转），实时调度的进程总是比正常调度的进程优先级要高，它的优先级数值priority_value∈[1,99]，这里和前面我们学的系统优先级不同，1是低优先级，99是高优先级

实时调度需要延迟非常低才可以实现，所以现在用户模式的进程基本都是一般都是正常调度的。
这里SCHED_OTHER是RR，现在默认的状态是这个。
linux中优先级越低，进程或线程的优先级越高
PR值越高优先级越低
一般nice值默认为0

在这里插入图片描述
SCHED_IDLE：一般是周期性计划任务，清理磁盘等，优先级不是很高。

可以使用 ps -eLl来查看当前线程
在这里插入图片描述 LWP, light weight process 这里是4544和4545是用户模式产生的线程id
NLWP，Number of Light-Weight Processes

我们再用top看下
PR值为rt(实时进程)、负数（实时进程）、0（优先级极高），默认值20。
NI（nice）值：默认为0
在这里插入图片描述 top -p 4544

单看下当前进程的调度策略
在这里插入图片描述看一个real time的进程

nice值仅在用户模式下有用
Real_time Scheduling【包含FIFO和RR】：
它的PR值计算公式为：PR = -1 - priority_value
所以PR∈[-100,-2]
在这里插入图片描述

可以看出左轴从-1开始都是rt的进程
所以我们可以通过PR值来判断一个进程/线程是Noraml Thread还是Real-time thread，是正数就
是Noraml Thread，是负数就是Real-time thread。
PR值=100
在这里插入图片描述 -r转化成RR策略的rt进程
-f转化成Fifo策略的rt进程
value 1~99 ， 99代表优先级最高
我们把我们执行的这个进程转为fifo策略的real time 进程