操作系统概念 线程调度

查看一个线程的属性：

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Scope 属性 ： PTHREAD_SCOPE_SYSTEM

scope 有两种类型：
1）PTHREAD_SCOPE_SYSTEM: 在系统范围内的调度，简称 SCS；
2）PTHREAD_SCOPE_PROCESS: 在当前进程范围内的调度，简称 PCS；

SCS：
当前系统内有两个进程 P1 和 P2，P1 有 2 个线程，P2 有 3 个线程。这 5 个线程在同一时刻被调度算法调度，从而决定 5 个线程中的 1 个线程占用 CPU ，这就是 系统范围内的调度。

PCS：
当前系统内有两个进程 P1 和 P2，P1 有 2 个线程，P2 有 3 个线程。在同一时刻，只能是 P1 进程，或者 P2 进程占用 CPU；在决定某个进程占用 CPU 之后，再利用调度算法，决定进程中的哪一个线程得到执行，占用 CPU。这就是 进程范围内的调度。

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所以，Linux 系统中，默认的线程调度算法是：PTHREAD_SCOPE_SYSTEM；
Linux 系统的 用户线程(ULT)和内核线程（KLT）的模型是 1：1模型，正好对应 PTHREAD_SCOPE_SYSTEM。

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Scheduling_policy 调度策略： SCHED_OTHER

Scheduling_priority 调度优先级： 0

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现象查看：

LWP = Light Weight Process，即线程，可以看到当前进程中创建了 2 个线程，线程 ID 分别为：35605， 35606；
NLWP = Number LMP，即线程数量，当前进程一共创建了 2 个线程；

Normal 调度：SCHED_OTHER，SCHED_IDLE， SCHED_BATCH，这种调度的优先级必须是 0；

Real-time 调度：SCHED_FIFO，SCHED_RR，优先级为 【1，99】；real-time threads always have higher priority than normal threads.

ps -eLf 命令，可以观察多线程的 tid 的数量。

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SCHER_OTHER：称为 Normal Scheduling，一般线程默认采用的调度策略，该策略是基于时间片轮转的算法。
SCHER_RR：属于 Real-Time Scheduling，表示那些要求实时性高，很紧迫，很紧急的系统任务的线程，就需要采用实时调度算法。
因此，只要是 Real-Time Scheduling 的线程，优先级是比 Normal Scheduling 的线程要高的。

Normal Scheduling 的调度算法优先级，不是叫 priority_value， 而是取决于一个 NICE 友好值（NICE 默认值为 0），真正用到的优先级变量，称为 PR 值，PR值越高的线程，优先级越低，PR值的取值范围是 【0， 39】。

注意：NICE 表示友好。NICE值越高，代表越大度、友善，表示希望把自己的 CPU 让出来，即优先级越低。

实例：

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1）命令 top -p pid：显示的 PR 和 NI 值，仅对 Normal 调度算法有效。

2）Normal 调度和 Real-Time 调度的 PR 值，计算公式不一样：Normal 调度的 PR 取值范围为 【0， 39】，Real-Time 调度的 PR 取值范围为 【-100， -2】。

3）通过 Normal 调度 和 Real-Time 调度的 PR 值画出区间轴，可以看到，完全符合 Linux 线程优先级的规律：PR 值越小，优先级越高。
即 Real-Time 调度 的线程，优先级高于 Normal 调度 的线程。

所以， PR 显示为 rt 的线程，它的优先级实际为 -100。

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使用命令 chrt -p pid 可以查看一个线程的priority_value 信息。

可以使用命令，将线程从 Normal 调度切换为 Real-Time 调度：sudo chrt -f -p 11 pid。
其中：
-f ：该参数表示设置为 SCHED_FIFO；-r 则设置为 SCHED_RR；
11：数字11，代表 priority_value，可取值为【1， 99】；
pid ：设置的线程 ID；

实例演练：

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调度策略总结

1）Normal 调度，属于抢占式调度，基于分时系统和动态优先级，进行调度策略。动态优先级依靠 NICE 值进行调节。
如果一个线程在就绪队列或者运行状态的时间越长，其线程的 NICE 值会发生变化。NICE 默认值是 0。
NICE 表示友好。NICE值越高，代表越大度、友善，表示希望把自己的 CPU 让出来，即优先级越低。

2） Real-Time 调度，属于抢占式调度。
Real-Time 线程优先于 Normal 线程执行。
多个 Real-Time 线程：
1）SCHED_FIFO：优先级高的先运行；优先级相同的线程，谁先到达，谁先运行。
2）SCHED_RR：优先级高的先运行；优先级相同的线程，分时轮转。
3）正在运行的Real-Time 线程，都会被优先级更高的 Real-Time 线程抢占 CPU。

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