深入探究Linux实时调度算法 (linux 实时调度算法)

Linux操作系统在嵌入式、服务器、移动设备等领域被广泛应用，其中实时任务的处理是Linux操作系统的重要特性之一。实时任务对于时间敏感系统而言是至关重要的，因此Linux操作系统也针对实时任务提出了实时调度算法。

实时调度算法被用于保证实时任务在完成相同的工作量的情况下能够在预定的时间内完成任务。Linux实时调度算法的主要特点是：若有实时任务在等待，它将比其他普通进程获得更高的优先级。此外，实时任务调度的性能也得到了大幅提升。本文将，包括调度策略、调度器和实现原理等。

调度策略

Linux操作系统实时调度算法采用的是优先级调度策略。优先级调度中的每个任务都有一个预先确定的优先级，调度权是由操作系统内核控制的。调度策略可分为以下几种：

1. 更高优先级优先调度算法

该算法保证”高”优先级的任务在“低”优先级任务之前运行，保证高优先级任务的实时性。该策略不关注各个任务间的时间片分配，只重视任务的优先级，因而这种算法也被称作静态优先级调度算法。

2. 时间片轮转调度算法

该算法采用定长时间片轮流让任务占用处理器时间的方式，当该时间片用尽后便将处理器用权交给下一个任务。时间片轮转调度算法能够保证所有任务都能够在公平的时间内占用处理器，同时也能够消除任务响应时间过长、饥饿、口渴等现象。

3. 实时调度算法

实时调度算法中有两种不同的算法，分别是确定性实时调度算法和非确定性实时调度算法。前者根据任务量实时性质的不同分为了很多类，后者指任何不属于确定性实时调度算法的算法。

调度器

Linux内核中有多个调度器，其中最重要的两个是CFS(Completely Fr Scheduler)调度器和实时调度器。CFS是一种以用户进程为中心的动态负载均衡调度器，被广泛应用于Linux桌面和服务器操作系统中。而实时调度器则以实时任务为中心，保证实时任务的及时完成。

实现原理

Linux内核中实时调度器的实现原理是基于时间的分配，即按照设定的计划将CPU时间分配给进程。实现的步骤如下：

1. 识别实时进程：实时进程由内核提供的API调用来创建，内核会监视实时进程以确保它们的调用满足实时需求。

2. 实时进程排队等待：所有实时进程必须排队等待以获取CPU时间片。排队实施的方式包括先进先出(FIFO)、循环队列(Round Robin)等。

3. 活动期：如果实时进程获得CPU时间片，则进入活动期执行任务，同时其他进程等待进入队列。

4. 暂停期：当进程完成任务或因时间不足而停止后，CPU将调用另一个进程。

实时调度算法在Linux操作系统中被广泛应用，内核调度器旨在为系统中各种类型的任务提供平衡和合理的Handle。以上是本文对Linux实时调度算法的深入探究，希望能够为读者提供有价值的信息。