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Linux作為一種自由、開(kāi)源的操作系統(tǒng)，其線程調(diào)度機(jī)制被廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、桌面以及移動(dòng)設(shè)備等各種領(lǐng)域。在Linux中，線程調(diào)度的重要組成部分是線程優(yōu)先級(jí)，線程優(yōu)先級(jí)的高低直接影響著線程的執(zhí)行順序和進(jìn)程的性能。因此，在Linux中如何設(shè)置線程的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)，就成為了一個(gè)值得深入研究、探討的問(wèn)題。
一、線程優(yōu)先級(jí)的概念和特性
線程優(yōu)先級(jí)即為線程被調(diào)度執(zhí)行的相對(duì)優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)更容易獲得CPU的分配，而低優(yōu)先級(jí)的線程則會(huì)被調(diào)度器忽略，等待更高優(yōu)先級(jí)的線程執(zhí)行完成后才能獲得CPU時(shí)間片。在Linux中，線程的優(yōu)先級(jí)一般都是一個(gè)整數(shù)值，范圍為0~99，其中0表示更低優(yōu)先級(jí)，99表示更高優(yōu)先級(jí)。
在Linux中，優(yōu)先級(jí)高的線程有以下的特性：
1. 線程會(huì)更容易被調(diào)度器選中執(zhí)行。
2. 線程會(huì)獲得更多的CPU時(shí)間片，從而提高運(yùn)行效率。
3. 線程對(duì)其他線程的資源爭(zhēng)用優(yōu)先級(jí)更高，如內(nèi)存、文件、設(shè)備等。
4. 線程可以更早的獲得相應(yīng)的信號(hào)。
因此，正確設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)，可以提高系統(tǒng)的處理性能和系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
二、線程的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)設(shè)置
在Linux中，線程的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)可以通過(guò)以下幾種方式進(jìn)行設(shè)置：
1. 使用sched_setscheduler()函數(shù)設(shè)置線程的調(diào)度策略和優(yōu)先級(jí)。
這種方法主要用于設(shè)置計(jì)算密集型的線程，即CPU耗時(shí)較高的線程。例如：
sched_setscheduler(thread, SCHED_RR, ¶m);
上述代碼設(shè)置了線程thread使用的調(diào)度策略為SCHED_RR，優(yōu)先級(jí)為param所指向的結(jié)構(gòu)體中的優(yōu)先級(jí)。使用這種方式可以確保線程獲得足夠的CPU時(shí)間片，能夠優(yōu)先執(zhí)行。
2. 使用nice()函數(shù)設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)。
這種方法主要用于設(shè)置I/O密集型的線程，此時(shí)計(jì)算量較少，線程的交互需要時(shí)間，例如讀取磁盤(pán)操作。通過(guò)nice()函數(shù)可以將線程的優(yōu)先級(jí)調(diào)整到更低的位置，以便于其他線程的正常執(zhí)行。例如：
nice(10);
上述代碼將當(dāng)前線程的優(yōu)先級(jí)調(diào)整到了10，即優(yōu)先級(jí)降低，系統(tǒng)的響應(yīng)速度也相應(yīng)提高。
3. 設(shè)置線程的調(diào)度策略。
在Linux中常用的調(diào)度策略有SCHED_FIFO、SCHED_RR和SCHED_OTHER。其中，SCHED_FIFO為先入先出調(diào)度策略，使用此策略可以確保線程按照FIFO的順序執(zhí)行。SCHED_RR為輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略，適合于實(shí)時(shí)性比較高的線程，可以確保線程按照一定的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)執(zhí)行。SCHED_OTHER為默認(rèn)調(diào)度策略，適合于一般的線程調(diào)度。此時(shí)，線程的優(yōu)先級(jí)由操作系統(tǒng)自動(dòng)分配，不做人為干預(yù)。
三、線程優(yōu)先級(jí)設(shè)置的注意事項(xiàng)
在設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)方面：
1. 線程的優(yōu)先級(jí)應(yīng)該適當(dāng)。
一般來(lái)說(shuō)，只有少數(shù)的線程需要設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)，其余的線程應(yīng)當(dāng)設(shè)置為默認(rèn)優(yōu)先級(jí)或者較低的優(yōu)先級(jí)，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
2. 線程的優(yōu)先級(jí)設(shè)置應(yīng)當(dāng)避免過(guò)高。
如果線程的優(yōu)先級(jí)設(shè)置過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致其他線程無(wú)法正常執(zhí)行，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，在設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)時(shí)需要慎重考慮。
3. 線程的優(yōu)先級(jí)設(shè)置應(yīng)當(dāng)根據(jù)線程的特性進(jìn)行調(diào)整。
不同類(lèi)型的線程對(duì)系統(tǒng)資源的依賴(lài)程度不同，需要根據(jù)其特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)先級(jí)設(shè)置。
四、
在Linux中，線程的默認(rèn)優(yōu)先級(jí)對(duì)于系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性具有重要的影響。正確地設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)能夠提高系統(tǒng)的處理性能和系統(tǒng)的響應(yīng)速度，而不正確地設(shè)置則有可能會(huì)帶來(lái)一系列的問(wèn)題和負(fù)面影響。因此，在設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)時(shí)，需要根據(jù)其特性和系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)先級(jí)設(shè)置，并注意避免設(shè)置過(guò)高的優(yōu)先級(jí)，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和健康運(yùn)行。
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- 什么是線程的優(yōu)先級(jí)
什么是線程的優(yōu)先級(jí)
我們弊昌游說(shuō)線程靠搶CPU時(shí)間片而執(zhí)行，誰(shuí)搶的多誰(shuí)利用CPU的時(shí)間就多也就執(zhí)行得快。而決定這個(gè)爭(zhēng)搶能力的就是線程的優(yōu)先級(jí)，線程優(yōu)先級(jí)高的在同一時(shí)間越能獲得CPU時(shí)間片。你可以為線程指定由 ThreadPriority枚舉定義的優(yōu)先級(jí)，默認(rèn)情況下創(chuàng)建線程的優(yōu)先級(jí)是ThreadPriority.Normal，原則上相同優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)獲得相同的CPU時(shí)間。一旦給線程設(shè)置了優(yōu)先級(jí)，那么操作迅改系統(tǒng)會(huì)根據(jù)線程的優(yōu)先級(jí)調(diào)度線程的執(zhí)行。這里要注意一個(gè)問(wèn)題，操作系統(tǒng)可以在線程間切換時(shí)動(dòng)態(tài)地調(diào)整線程的優(yōu)先級(jí)，這樣的話也就是說(shuō)有時(shí)候你設(shè)的優(yōu)先級(jí)可能得不到給定的效果，因?yàn)榇司€程可能已經(jīng)作系統(tǒng)更租銷(xiāo)改了優(yōu)先級(jí)。另外，線程的優(yōu)先級(jí)不影響該線程的運(yùn)行狀態(tài)，你只要確保該線程的狀態(tài)在操作系統(tǒng)調(diào)度該線程之前為Running就可以了，你可以在線程定義時(shí)或線程運(yùn)行時(shí)隨時(shí)改變線程的優(yōu)先級(jí)。
線程的調(diào)度優(yōu)先級(jí)：
AboveNormal，處于Normal優(yōu)先級(jí)之上但低于Highest優(yōu)先級(jí)。
BelowNormal，處于Normal優(yōu)先級(jí)之下但高于Lowest優(yōu)先級(jí)。
Highest，更高的優(yōu)先級(jí)。
Lowest，低于BelowNormal的更低優(yōu)先級(jí)。
Normal，默認(rèn)情況下線程具有Normal優(yōu)先級(jí)。
每個(gè)進(jìn)程都有相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)，絕顫冊(cè)優(yōu)先級(jí)決并宏定它何時(shí)運(yùn)行和接收多少CPU時(shí)間。最終的優(yōu)先級(jí)共32級(jí)，是從0到31的數(shù)值，稱(chēng)為基本優(yōu)先級(jí)別（Base
Priority
LeveL）。系統(tǒng)按照不同的優(yōu)先級(jí)調(diào)度進(jìn)程的運(yùn)行，0-15級(jí)是普通優(yōu)先級(jí)，進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)可以動(dòng)態(tài)變化，高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程優(yōu)先運(yùn)行，只有高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程不運(yùn)行時(shí)，才調(diào)度低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程運(yùn)行，優(yōu)先級(jí)相同的進(jìn)程按照時(shí)間片輪流運(yùn)行。16-31級(jí)是實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)，實(shí)時(shí)優(yōu)先級(jí)與普通優(yōu)先級(jí)的更大區(qū)別在于相同優(yōu)先級(jí)進(jìn)程的運(yùn)行不按照時(shí)間片輪轉(zhuǎn)，而是先運(yùn)行的進(jìn)程就先控制CPU，如果它不主動(dòng)放棄控制，同級(jí)或低優(yōu)先級(jí)的進(jìn)洞謹(jǐn)程就無(wú)法運(yùn)行。這就是進(jìn)（線）程的推進(jìn)問(wèn)題。
優(yōu)先級(jí)高的線程是獲得較多的執(zhí)行機(jī)會(huì)，優(yōu)先級(jí)低的線程是獲得較少的執(zhí)行機(jī)會(huì)。你先啟動(dòng)的優(yōu)先級(jí)低的幾個(gè)線程，最后才啟動(dòng)的優(yōu)先級(jí)高的。優(yōu)先級(jí)低的線程是可以先執(zhí)行的，只不過(guò)時(shí)間短罷了。如果你這樣寫(xiě)，是測(cè)灶好試不出優(yōu)先級(jí)高低的，應(yīng)該在run()
中執(zhí)行循環(huán)輸出（比如1-100）才能看出執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)短，否則一下就執(zhí)行完了。
雖然java
提供了10個(gè)優(yōu)先級(jí)，但這些優(yōu)先級(jí)需要操作系統(tǒng)絕襪的支持。不同操作系統(tǒng)上優(yōu)先級(jí)并不相同，也不能很好地和java的10個(gè)優(yōu)先級(jí)隱宏鉛對(duì)應(yīng)。例如：window2023就只提供了7個(gè)優(yōu)先級(jí)。所以應(yīng)該使用MAX_PRIORITY,MIN_PRIORITY,NORM_PRIORITY來(lái)設(shè)置優(yōu)先級(jí)
。
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