linux 线程调度，linux运维面试题目及答案

linux线程是如何进行切换的

进程调度与切换是操作系统核心功能之一，涉及进程管理、上下文切换、中断处理、栈操作与系统调用等知识，理解进程切换需要掌握多个知识点。以三个内核线程为例，当系统时钟中断发生时，中断处理函数会检查是否有进程需要调度。若0号线程先运行，那么接下来会发生什么？这问题涉及调度机制、中断、内核抢占、新进程调度与上下文切换。

在不支持内核抢占的Linux内核中，即使0号线程需要调度，内核不会立即调度线程1或线程2。只有在用户态中断或系统调用后检查是否需要调度。反之，在支持内核抢占的Linux内核中，中断返回时会检查当前进程是否需要调度。若需要，调度器将选择下一个进程，并进行上下文切换。

内核线程创建时会设置PC寄存器与SP寄存器，PC指向ret_from_fork汇编函数，SP指向pt_regs栈框。ARM64处理器操作具体为设置PC寄存器为ret_from_fork，SP寄存器指向pt_regs栈框。

Linux内核的时钟系统包含硬件与运行机制。硬件由RTC与OS时钟组成，OS时钟由定时/计数芯片产生，用于操作系统控制时间。时钟中断在每次时钟滴答后执行，负责处理时间信息与调度决策。中断与调度流程在支持内核抢占的Linux内核中略有不同，中断返回时检查是否需要调度，选择下一个进程并执行。

Linux的调度程序旨在合理分配系统资源，包括CPU、内存、文件与打印机等。调度算法选择需要综合考虑进程的运行时间、优先级、实时性与紧迫性。进程调度时机与依据包括当前进程状态、nice值、counter与实时性因素。调度程序运行时，依据进程的权值选择值得运行的进程。

Linux中调度程序是一个核心函数，如schedule()，根据进程权值决定进程执行。在多处理器系统（SMP）中，除了计算加权平均运行时间外，其他SMP相关部分主要由goodness()函数体现。

内核线程在创建时进行特定设置与保存，用于上下文切换与中断处理。调度程序选择进程时，考虑进程的状态、nice值、counter与实时性因素，依据权值决定进程运行。Linux内核中的时间单位是时钟滴答，用于衡量进程运行时间与调度决策。

linux线程优先级数字越大越高

linux内核线程怎么设置优先级？

Linux内核的三种调度策略：

1，SCHED_OTHER分时调度策略，

2，SCHED_FIFO实时调度策略，先到先服务。一旦占用cpu则一直运行。一直运行直到有更高优先级任务到达或自己放弃

3，SCHED_RR实时调度策略，时间片轮转。当进程的时间片用完，系统将重新分配时间片，并置于就绪队列尾。放在队列尾保证了所有具有相同优先级的RR任务的调度公平Linux线程优先级设置首先，可以通过以下两个函数来获得线程可以设置的最高和最低优先级，函数中的策略即上述三种策略的宏定义：intsched_get_priority_max(intpolicy);intsched_get_priority_min(intpolicy);SCHED_OTHER是不支持优先级使用的，而SCHED_FIFO和SCHED_RR支持优先级的使用，他们分别为1和99，数值越大优先级越高。设置和获取优先级通过以下两个函数：intpthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t*attr,conststructsched_param*param);intpthread_attr_getschedparam(constpthread_attr_t*attr,structsched_param*param);例如以下代码创建了一个优先级为10的线程：structsched_param{int__sched_priority;//所要设定的线程优先级};例：创建优先级为10的线程pthread_attr_tattr;structsched_paramparam;pthread_attr_init(attr);pthread_attr_setschedpolicy(attr,SCHED_RR);param.sched_priority=10;pthread_attr_setschedparam(attr,?m);pthread_create(xxx,attr,xxx,xxx);pthread_attr_destroy(attr);

cpu多线程和jvm多线程？

一cpu个数、核数、线程数的关系

cpu个数：是指物理上，也及硬件上的核心数；

核数：是逻辑上的，简单理解为逻辑上模拟出的核心数；一个CPU核心数模拟出2线程的CPU

线程数：是同一时刻设备能并行执行的程序个数，线程数=cpu个数*核数，及程数=cpu个数（2）*核数（2）=4

Windows:wmic然后物理CPU数“cpugetNumberOfCores”,CPU核心数“cpugetNumberOfLogicalProcessors”

Linux:

查看CPU个数cat/proc/cpuinfo|grepphysicalid|sort|uniq|wc-l

查看核数cat/proc/cpuinfo|grepcpucores|uniq

二cpu线程数和Java多线程

(1)线程是CPU级别的，单个线程同时只能在单个cpu线程中执行

(2)Java多线程并不是由于cpu线程数为多个才称为多线程，当Java线程数大于cpu线程数，操作系统使用时间片机制，采用线程调度算法，频繁的进行线程切换。

(3)线程是操作系统最小的调度单位，进程是资源（比如：内存）分配的最小单位

(4)Java中的所有线程在JVM进程中,CPU调度的是进程中的线程

线程的调度是指按照特定的机制为多个线程分配CPU的使用权。有两种调度模型：分时调度模型和抢占式调度模型

分时调度模型是指让所有线程轮流获得CPU的使用权，并且平均分配每个线程占用CPU的时间片。

Java虚拟机采用抢占式调度模型，是指优先让可运行池中处于就绪态的线程中优先级高的占用CPU,如果可运行池中线程的优先级相同，那么就随机选择一个线程，使其占用CPU，处于运行状态的线程会一直执行，直至它不得不放弃CPU，一个线程会因为以下原因放弃CPU:

(1)Java虚拟机让当前线程暂时放弃CPU，转到就绪态，使其他线程获得运行机会

(2)当前线程因为某些原因而处于阻塞状态

(3)线程运行结束

Java线程让步：

3.Thread.yield()方法

就是说当一个线程使用了这个方法之后，它就会把自己CPU执行的时间让掉，让自己或者其它的线程运行，注意是让自己或者其他线程运行（根据CPU的调度），并不是单纯的让给其他线程。

4.等待其他线程结束:join()

当前运行的线程可以调用另一个线程的join()方法,当前运行的线程将转到阻塞状态，直至另一个线程运行结束，它才会恢复运行(阻塞恢复到就绪)

什么是线程调度器(ThreadScheduler)和时间分片(TimeSlicing)？

线程调度器是一个操作系统服务，它负责为Runnable状态的线程分配CPU时间。一旦创建一个线程并启动它，它的执行便依赖于线程调度器的实现。

时间分片是指将可用的CPU时间分配给可用的Runnable线程的过程。分配CPU时间可以基于线程优先级或者线程等待的时间。

线程调度并不受到Java虚拟机控制，所以由应用程序来控制它是更好的选择（也就是说不要让的程序依赖于线程的优先级）。

rtos和linux区别？

区别就是两者意思是不一样具体的不同如下

rtos是实时操作系统

RTOS(Real-TimeOperatingSystem),实时操作系统。

Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统。目前存在着许多不同的Linux,但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中,从手机、平板电脑、路由器和视频游戏控制台,到台式计算机、大型机

linux线程调度策略

从Linux 2.6.23起，默认调度器为CFS（Completely Fair Scheduler），取代了O(1)调度器。CFS调度策略的详细信息可在sched-design-CFS中查阅，且cgroup的CPU调度为CFS扩展的一部分。

内核使用调度器决定下一个CPU周期执行的线程。每个线程包含调度策略与静态优先级sched_priority，调度器基于系统上所有线程的策略与优先级来决定调度。

对于SCHED_OTHER、SCHED_IDLE、SCHED_BATCH策略的线程，sched_priority不影响调度结果，且必须设为0。实时策略SCHED_FIFO与SCHED_RR线程的sched_priority取值为1至99，实时线程优先级高于普通线程。

调度器为每个sched_priority维护运行线程列表。调度器查看非空且优先级最高的列表，选择首部元素作为下个执行线程。

调度策略决定了如何根据静态优先级将线程插入相同优先级的线程列表，以及如何调整线程位置。所有调度具有抢占性，较高优先级线程准备运行时会抢占当前线程，并返回到相同优先级的等待列表。

进程调度包括两个队列：进程初始进入ready队列等待调度，遇到I/O阻塞、子进程结束或软中断等会进入wait队列，阻塞解除后返回ready队列。

SCHED_FIFO：First in-first out调度策略适用于静态优先级大于0的线程，线程立即抢占所有运行的SCHED_OTHER、SCHED_BATCH或SCHED_IDLE线程。不使用时间片，SCHED_FIFO策略线程应遵守规则。

SCHED_RR：轮询调度策略增强SCHED_FIFO，每个线程允许在最大时间段内运行。运行超过该时间段的SCHED_RR线程会被放置在优先级列表末尾。被更高优先级线程抢占后恢复运行，将在未过期时间段内继续。

SCHED_DEADLINE：结合GEDF与CBS的调度策略，适用于短任务模型。每个任务有相对截止时间与计算时间，使用sched_setattr(2)设置Runtime、Deadline与Period。内核要求参数至少1024，小于2^63。

CBS确保任务间不干扰，当SCHED_DEADLINE线程不可运行时，内核阻止其运行，执行准入测试确保修改可行。总的CPU利用率应小于可用CPU。使用SCHED_DEADLINE策略的线程优先级最高，会抢占其他策略下的线程。

使用SCHED_DEADLINE策略的线程fork(2)返回EAGAIN错误，除非设置reset-on-fork标记。调用sched_yield(2)停止当前任务，等待新周期。

SCHED_OTHER：默认Linux分时调度策略，静态优先级为0（普通线程）。动态优先级基于nice值，决定选择运行的线程。

SCHED_BATCH：用于静态优先级为0的批量处理进程，调度类似SCHED_OTHER，考虑CPU密集型行为，避免交互引起的抢占。

SCHED_IDLE：用于非常低优先级任务，nice值不影响此策略。

设置子进程的调度策略可使用reset-on-fork标识，fork(2)后子进程会disable此标识。

在Linux 2.6.12前，只有拥有特权的线程可设置非0静态优先级。后续版本仅非特权线程在调用者有效用户ID与目标线程一致时设置SCHED_OTHER策略。

设置或修改SCHED_DEADLINE策略需特权线程，RLIMIT_RTPRIO定义非特权线程设置SCHED_RR与SCHED_FIFIO策略的静态优先级上限。

实时进程与SCHED_FIFO、SCHED_RR中无限循环处理可能阻塞其他线程。从Linux 2.6.25起，通过RLIMIT_RTTIME限制实时进程CPU使用上限。

从Linux 2.6.25起，为非实时进程保留CPU时间，shell可停止进程以释放资源。

子进程通过fork(2)继承调度策略与参数，使用execve(2)可保存策略与参数。

SCHED_FIFO、SCHED_RR或SCHED_DEADLINE策略下调度的非阻塞无限循环可能导致系统冻结。从Linux 2.6.25起，通过RLIMIT_RTTIME限制实时与deadline进程使用CPU。

autogroup特性从Linux 2.6.38起提供，提升多进程与CPU密集型负载的交互式桌面性能。设置CONFIG_SCHED_AUTOGROUP启用特性，通过文件/proc/sys/kernel/sched_autogroup_enabled控制。autogroup允许进程以组形式调度，提升CPU分配效率。

nice值影响调度，SCHED_FIFO、SCHED_RR与SCHED_DEADLINE策略下，nice值仅影响同一任务组内的线程调度。

autogroup与cgroups CPU控制器可分别设置进程占用的CPU，cgroup配置覆盖autogroup。

从Linux 2.6.18起，Linux逐渐具备实时功能，部分依赖realtime-preempt补丁集。在补丁合并主线前，实时性能需通过安装补丁实现。

在/proc/sched_debug查看CPU核心调度情况，如docker服务在core1上的调度；/proc/$pid/sched查看特定进程调度情况。

详细信息参考原文作者charlieroro的博客园文章。