你不好奇 CPU 是如何执行任务的？( 四 ) _CPU

SCHED_RR：对于相同优先级的任务，轮流着运行，每个任务都有一定的时间片，当用完时间片的任务会被放到队列尾部，以保证相同优先级任务的公平性，但是高优先级的任务依然可以抢占低优先级的任务；

而 Fair 调度类是应用于普通任务，都是由 CFS 调度器管理的，分为两种调度策略：

SCHED_NORMAL：普通任务使用的调度策略；
SCHED_BATCH：后台任务的调度策略，不和终端进行交互，因此在不影响其他需要交互的任务，可以适当降低它的优先级。

完全公平调度我们平日里遇到的基本都是普通任务，对于普通任务来说，公平性最重要，在 Linux 里面，实现了一个基于 CFS 的调度算法，也就是完全公平调度（Completely Fair Scheduling）。
这个算法的理念是想让分配给每个任务的 CPU 时间是一样，于是它为每个任务安排一个虚拟运行时间 vruntime ，如果一个任务在运行，其运行的越久，该任务的 vruntime 自然就会越大，而没有被运行的任务， vruntime 是不会变化的。
那么，在 CFS 算法调度的时候，会优先选择 vruntime 少的任务，以保证每个任务的公平性。
这就好比，让你把一桶的奶茶平均分到 10 杯奶茶杯里，你看着哪杯奶茶少，就多倒一些；哪个多了，就先不倒，这样经过多轮操作，虽然不能保证每杯奶茶完全一样多，但至少是公平的。
当然，上面提到的例子没有考虑到优先级的问题，虽然是普通任务，但是普通任务之间还是有优先级区分的，所以在计算虚拟运行时间 vruntime 还要考虑普通任务的权重值，注意权重值并不是优先级的值，内核中会有一个 nice 级别与权重值的转换表， nice 级别越低的权重值就越大，至于 nice 值是什么，我们后面会提到。
于是就有了以下这个公式：

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你可以不用管 NICE_0_LOAD 是什么，你就认为它是一个常量，那么在「同样的实际运行时间」里，高权重任务的 vruntime 比低权重任务的 vruntime 少，你可能会奇怪为什么是少的？你还记得 CFS 调度吗，它是会优先选择 vruntime 少的任务进行调度，所以高权重的任务就会被优先调度了，于是高权重的获得的实际运行时间自然就多了。

CPU 运行队列一个系统通常都会运行着很多任务，多任务的数量基本都是远超 CPU 核心数量，因此这时候就需要排队。
事实上，每个 CPU 都有自己的运行队列（Run Queue, rq），用于描述在此 CPU 上所运行的所有进程，其队列包含三个运行队列， Deadline 运行队列 dl_rq、实时任务运行队列 rt_rq 和 CFS 运行队列 csf_rq ，其中 csf_rq 是用红黑树来描述的，按 vruntime 大小来排序的，最左侧的叶子节点，就是下次会被调度的任务。

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这几种调度类是有优先级的，优先级如下：Deadline > Realtime > Fair ，这意味着 Linux 选择下一个任务执行的时候，会按照此优先级顺序进行选择，也就是说先从 dl_rq 里选择任务，然后从 rt_rq 里选择任务，最后从 csf_rq 里选择任务。因此，实时任务总是会比普通任务优先被执行。

调整优先级如果我们启动任务的时候，没有特意去指定优先级的话，默认情况下都是普通任务，普通任务的调度类是 Fail ，由 CFS 调度器来进行管理。CFS 调度器的目的是实现任务运行的公平性，也就是保障每个任务的运行的时间是差不多的。
如果你想让某个普通任务有更多的执行时间，可以调整任务的 nice 值，从而让优先级高一些的任务执行更多时间。nice 的值能设置的范围是 -20～19 ，值越低，表明优先级越高，因此 -20 是最高优先级， 19 则是最低优先级，默认优先级是 0 。