Linux内核的进程调度与定时器实现 (linux内核进程调度以及定时器实现机制)

Linux内核是一个经典的操作系统，它无处不在，每天都在我们身边，为我们的生活提供着可靠的保证。在这个操作系统中，关于进程调度与定时器的实现是非常关键的一部分。本文将重点介绍。

一、进程调度

进程调度是指为了保证系统的高效运行，将CPU时间片分配给不同的进程以供其运行的过程。在许多操作系统中，进程调度都是以时间片轮转为基础的，也就是在一段时间内，每个进程都能够平均地获得CPU时间片，而在Linux内核中，采用的是基于优先级的时间片轮转算法。

在Linux内核中，进程的优先级可以分为两类：实时进程和非实时进程。实时进程是指要求立即响应的进程，比如说实时视频等，而非实时进程则是普通的进程，比如查看文件等。因此，实时进程的优先级比非实时进程的优先级高。

在进程调度中，Linux内核采用了“完全公平调度器”(Completely Fr Scheduler)来保证公平性。这个调度器将每个进程都看做是一个运行周期的一部分，而每个进程运行所花费的时间则取决于进程的nice值，这个值越小，进程的优先级越高。同时，Linux内核还设置了一个调度策略，用于在不同的负载条件下优化进程调度。

二、定时器实现

在Linux内核中，定时器是一个非常重要的概念。定时器可以用于延迟执行某些代码或者周期性地执行某些代码。在Linux内核中，定时器的实现方式可以分为两种：硬件定时器和软件定时器。

硬件定时器的核心是计时器，它可以通过特殊的硬件插件来实现，例如芯片、声卡等。硬件定时器在系统中的延迟非常小，可以借助CPU的时钟来完成，定时器的精度非常高。但是，硬件定时器的实现需要硬件支持，所以它的可移植性非常差。

软件定时器则是指由操作系统内核提供的定时功能。软件定时器不需要特殊的硬件支持，因此其可移植性非常好。Linux内核中，软件定时器是由内核代码实现的，可以在任何平台上使用。

在Linux内核中，定时器的实现原理是使用了内核中的工作队列方法。这个方法可以在指定的时间间隔内执行指定的工作任务，这个任务可以是等待、唤醒、延迟等操作。工作队列还可以根据不同的策略实现优化，例如睡眠等待策略、分隔策略等。

三、

进程调度和定时器是操作系统中非常重要的部分。在Linux内核中，进程调度通过时间片轮转算法和完全公平调度器来实现，同时根据负载条件自动调节调度策略。定时器的实现则是通过工作队列的方式来完成，并且可以利用不同的策略实现优化，保证系统的稳定性和高效性。了解进程调度和定时器的实现原理对于理解操作系统的基本原理非常有帮助。