Linux 任务调度策略
🌟 概述
Linux 内核以线程（任务）为单位进行调度，支持 SCHED_FIFO 和 SCHED_RR（实时调度）以及 SCHED_OTHER（基于 CFS，非实时调度）。
🔍 调度策略
1. SCHED_FIFO（先进先出）
- 机制：按优先级和到达顺序运行，无时间片，直到阻塞、被抢占或终止。
- 特点：优先级 1-99，低延迟，适合硬实时任务。
- 场景：音频处理、工业控制。
2. SCHED_RR（轮转法）
- 机制：同优先级线程按时间片轮转，用尽后重新排队。
- 特点：优先级 1-99，平衡实时性和公平性。
- 场景：视频流、实时通信。
3. SCHED_OTHER（CFS）
- 机制：基于 vruntime 公平调度，动态分配 CPU 时间。
- 特点：nice 值 -20 到 19，适合非实时任务。
- 场景：Web 服务器、桌面应用。
📊 调度策略对比
| 特性 | SCHED_FIFO | SCHED_RR | SCHED_OTHER (CFS) |
|---|---|---|---|
| 类型 | 实时 | 实时 | 非实时 |
| 调度单位 | 线程 | 线程 | 线程 |
| 调度方式 | 先进先出 | 时间片轮转 | vruntime 公平分配 |
| 时间片 | 无 | 固定（10-100ms） | 动态调整 |
| 优先级 | 1-99 | 1-99 | nice 值 -20 到 19 |
| 场景 | 硬实时（如音频） | 软实时（如多媒体） | 通用任务（如服务器） |
| 权限 | 需 root | 需 root | 无需权限 |
| 风险 | 低优先级线程可能被饿死 | 时间片切换增加延迟 | 不适合实时任务 |
🛠️ 主要 API
sched_setscheduler(pid, policy, param)：设置线程策略和优先级。sched_getscheduler(pid)：查询线程策略。sched_setparam(pid, param)：设置优先级（SCHED_OTHER 忽略）。sched_yield()：让出 CPU。- 结构：
struct sched_param { int sched_priority; };。
⚠️ 注意
- SCHED_FIFO/RR 需 root 权限，优先级高于 SCHED_OTHER。
- SCHED_OTHER 使用 nice 值调整优先级。
- SCHED_FIFO 高优先级线程可能导致低优先级线程被饿死。
✅ 优点
- SCHED_FIFO：低延迟，硬实时。
- SCHED_RR：实时与公平平衡。
- SCHED_OTHER：公平，适合通用任务。
🚫 局限性
- SCHED_FIFO：可能饿死低优先级线程。
- SCHED_RR：切换开销。
- SCHED_OTHER：不适合实时。