线程与进程的最大区别就是是否共享父进程的地址空间,内核角度来看没有线程与进程之分,都用task_struct结构体来表示,调度器操作的实体便是task_struct。
一、 进程优先级
进程可划分为普通进程和实时进程,那么优先级与nice值的关系图:
优先级值越小表示进程优先级越高,3个进程优先级的概念:
-
静态优先级: 不会时间而改变,内核也不会修改,只能通过系统调用改变nice值的方法区修改。优先级映射公式:
static_prio = MAX_RT_PRIO + nice + 20
,其中MAX_RT_PRIO = 100,那么取值区间为[100, 139];对应普通进程; -
实时优先级:只对实时进程有意义,取值区间为[0, MAX_RT_PRIO -1],其中MAX_RT_PRIO = 100,那么取值区间为[0, 99];对应实时进程;
-
动态优先级: 调度程序通过增加或减少进程静态优先级的值,来达到奖励IO消耗型或惩罚cpu消耗型的进程,调整后的进程称为动态优先级。区间范围[0, MX_PRIO-1],其中MX_PRIO = 140,那么取值区间为[0,139];
nice值
nice∈[-20, 19],可通过adb直接修改某个进程的nice值: renice prio pid
二、 Framework调度策略
代码路径: framework/base/core/android/os/Process.java
2.1 进程优先级
Android进程优先级,总分10级
优先级调度方法:
setThreadPriority(int tid, int priority)
进程优先级级别:
进程优先级 | nice值 | 解释 |
---|---|---|
THREAD_PRIORITY_LOWEST | 19 | 最低优先级 |
THREAD_PRIORITY_BACKGROUND | 10 | 后台 |
THREAD_PRIORITY_LESS_FAVORABLE | 1 | 比默认略低 |
THREAD_PRIORITY_DEFAULT | 0 | 默认 |
THREAD_PRIORITY_MORE_FAVORABLE | -1 | 比默认略高 |
THREAD_PRIORITY_FOREGROUND | -2 | 前台 |
THREAD_PRIORITY_DISPLAY | -4 | 显示相关 |
THREAD_PRIORITY_URGENT_DISPLAY | -8 | 显示(更为重要),input事件 |
THREAD_PRIORITY_AUDIO | -16 | 音频相关 |
THREAD_PRIORITY_URGENT_AUDIO | -19 | 音频(更为重要) |
2.2 组优先级
进程/线程组优先级调度方法:
setProcessGroup(int pid, int group)
setThreadGroup(int tid, int group)
进程组优先级级别:
组优先级 | 取值 | 解释 |
---|---|---|
THREAD_GROUP_DEFAULT | -1 | 仅用于setProcessGroup,将优先级<=10的进程提升到-2 |
THREAD_GROUP_BG_NONINTERACTIVE | 0 | CPU分时的时长缩短 |
THREAD_GROUP_FOREGROUND | 1 | CPU分时的时长正常 |
THREAD_GROUP_SYSTEM | 2 | 系统线程组 |
THREAD_GROUP_AUDIO_APP | 3 | 应用程序音频 |
THREAD_GROUP_AUDIO_SYS | 4 | 系统程序音频 |
2.3 调度器选择
调度器设置方法:
setThreadScheduler(int tid, int policy, int priority)
调度器类别
调度器 | 名称 | 解释 |
---|---|---|
SCHED_OTHER | 默认 | 标准round-robin分时共享策略 |
SCHED_BATCH | 批处理调度 | 针对具有batch风格(批处理)进程的调度策略 |
SCHED_IDLE | 空闲调度 | 针对优先级非常低的适合在后台运行的进程 |
SCHED_FIFO | 先进先出 | 实时调度策略,android暂未实现 |
SCHED_RR | 循环调度 | 实时调度策略,android暂未实现 |
三、 Kernel调度策略
设置优先级,Kernel不区别线程和进程,都对应同一个数据结构Task。Linux kernel用nicer值来描述进程的调度优先级,该值越大,表明该进程越友(nice),其被调度运行的几率越低。
3.1 优先级
int setpriority(int which, int who, int prio);
参数说明:
- which和who参数联合使用:
- 当which为PRIO_PROGRESS时,who代表一个进程;
- 当which为PRIO_PGROUP时,who代表一个进程组;
- 当which为PRIO_USER时,who代表一个uid。
- prio参数用于设置应用进程的nicer值,可取范围从-20到19。
3.2 调度器
int sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, conststruct sched_param *param);
参数说明:
- pid为进程id;
- policy为调度策略;
- param最重要的是该结构体中的sched_priority变量;
- 针对Android中的三种非实时Scheduler策略,该值必须为NULL。
选择和设置合理的进程优先级和调度器是性能优化的一个方向,后续再以内核调度器的角度来分析调度策略的抉择问题。
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