task_struct结构体的优先级参数详解：prio、static_prio、normal_prio、rt

文章目录

task_struct 结构体
- prio 调度优先级
- normal_prio 正常优先级
- static_prio 静态优先级
- rt_priority 实时优先级
应用编程修改调度策略
- SCHED_NORMAL CFS调度策略
- SCHED_FIFO 和 SCHED_RR 实时调度策略
相关的系统调用
- 获取优先级范围
- - sched_get_priority_min(int policy) 获取优先级最小值
  - sched_get_priority_max(int policy) 获取优先级最大值
  - policy传参
- 修改线程的调度策略
- - int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr,int policy)
  - int pthread_attr_getschedpolicy(pthread_attr_t *attr,int* policy)
- 设置和获取线程的优先级
- - int pthread_attr_setschedparam（pthread_attr_t* attr_t,const）
  - int pthread_attr_getschedparam（pthread_attr_t* attr_t,const）

task_struct 结构体

task_struct 结构体定义了4个关于优先级（prio）的参数，这是由于Linux内核里不止一种调度器导致的。

参数	实时调度器进程	CFS调度器进程
prio	正常情况下，prio等于normal_prio	正常情况下，prio等于normal_prio
normal_prio	99-rt_priority	static_prio
static_prio	无意义	120+nice值
rt_priority	1~99	无意义

prio 调度优先级

进程的动态优先级，是调度器使用的优先级

normal_prio 正常优先级

normal_prio值是根据调度器类型计算出来的
对于实时进程：normal_prio = 99 - rt_priority
对于非实时进程: normal_prio = static_prio
代码实现如下：

#define MAX_RT_PRIO      100static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
{return p->static_prio;
}static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
{int prio;if (task_has_dl_policy(p))prio = MAX_DL_PRIO-1;else if (task_has_rt_policy(p))prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;elseprio = __normal_prio(p);return prio;
}

static_prio 静态优先级

静态优先级，在进程启动时分配，在被CFS调度的进程中才有意义，用户可以通过修改nice值来修改静态优先级，内核不存储nice值，只会通过NICE_TO_PRIO宏将nice值转换为static_prio。

#define DEFAULT_PRIO 120
#define NICE_TO_PRIO(nice)  ((nice) + DEFAULT_PRIO)

rt_priority 实时优先级

实时优先级，在被实时调度器调度的进程中才会有意义

应用编程修改调度策略

SCHED_NORMAL（老版本也称SCHED_OTHER）: CFS调度：分时调度不支持优先级

SCHED_FIFO: 实时调度策略先入先调度优先级 1~99

SCHED_RR: 实时调度策略时间片轮转优先级 1~99

SCHED_NORMAL CFS调度策略

采用SCHED_NORMAL调度策略调度的进程是交给内核的CFS完全公平调度器调度的，对于应用程序开发者来说，被CFS调度器调度的进程是没有优先级之说的，只能靠修改nice值改变权重来增加或减少被调度的时间。

对于SCHED_NORMAL调度策略的进程，调度器采用其静态优先级作为调度依据，进程在创建时，nice值默认为0，也就是说用户创建一个SCHED_NORMAL调度策略的进程，其调度的动态优先级prio值为120，其值高于实时优先级0~100的范围，所以只要就绪队列里存在一个实时调度进程，都会将其抢占。

SCHED_FIFO 和 SCHED_RR 实时调度策略

采用SCHED_FIFO 和 SCHED_RR调度策略的进程是交给实时调度器调度的，应用开发者是可以调整其优先级的，范围为1~99，值越大，表示优先级越高。
但是对于内核调度区来说，进程的优先级是数值越低优先级越高，这就是在上一章节所讲的，此时动态优先级prio = 99 - rt_priority，用户不能直接修改prio参数，只能设置的优先级是rt_priority参数。

相关的系统调用

获取优先级范围

sched_get_priority_min(int policy) 获取优先级最小值

sched_get_priority_max(int policy) 获取优先级最大值

policy传参

获取优先级最大值和最小值后，在设置线程的优先级时，我们就不会设置超出范围的优先级值。

直接写代码验证一下

#include<stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <assert.h>static void show_thread_priority(int policy)
{int prioritymin = sched_get_priority_min(policy);int prioritymax = sched_get_priority_max(policy);assert(prioritymin != -1);assert(prioritymax != -1); printf("priority %d ~ %d\n",prioritymin,prioritymax);
}int main(int argc,char* argv[])
{printf("------- SCHED_FIFO priority-------\n");show_thread_priority(SCHED_FIFO);printf("------- SCHED_RR priority-------\n");show_thread_priority(SCHED_RR);printf("------- SCHED_OTHER priority-------\n"); show_thread_priority(SCHED_OTHER);  return 0;
}

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从以上代码的运行结果，可以看出SCHED_FIFO和SCHED_RR调度策略可以使用的优先级范围为1_{99，而SCHED_OTHER调度策略的优先级范围为0}0，也就是不支持优先级使用。

修改线程的调度策略

int pthread_attr_setschedpolicy(pthread_attr_t *attr,int policy)

int pthread_attr_getschedpolicy(pthread_attr_t attr,int policy)

#include<stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <assert.h>//获取线程的调度策略
static int get_thread_policy(pthread_attr_t *attr)
{int plicy;int rs=pthread_attr_getschedpolicy(attr,&plicy);assert(rs==0); switch(plicy){case SCHED_FIFO:printf("policy=SCHED_FIFO.\n");break;case SCHED_RR:printf("policy=SCHED_RR.\n");break;case SCHED_OTHER:printf("policy=SCHED_OTHER.\n");break;default:printf("policy=UNKNOWN.\n");break;}return plicy;
}//改变线程的调度策略
static void set_thread_policy(pthread_attr_t *attr,int policy)
{int ret = pthread_attr_setschedpolicy(attr,policy);assert(ret == 0);}int main(int argc,char* argv[])
{pthread_attr_t attr;int rs=pthread_attr_init(&attr);assert(0==rs);printf("------- Set Policy to SCHED_FIFO -------\n");set_thread_policy(&attr,SCHED_FIFO);get_thread_policy(&attr);printf("------- Set Policy to SCHED_RR -------\n");set_thread_policy(&attr,SCHED_RR);get_thread_policy(&attr);printf("------- Set Policy to SCHED_OTHER -------\n");set_thread_policy(&attr,SCHED_OTHER); get_thread_policy(&attr);return 0;
}

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-IAFL0u77-1632535886012)(en-resource://database/16886:1)]

设置和获取线程的优先级

int pthread_attr_setschedparam（pthread_attr_t* attr_t,const）

int pthread_attr_getschedparam（pthread_attr_t* attr_t,const）