Linux 中的进程优先级管理

在 Linux 系统中,理解和管理进程优先级是维护系统性能的关键因素。本文将详细介绍进程优先级(priority)的基本概念、如何查看和调整进程优先级,以及 nice 值对优先级的影响。

基本概念

在多任务操作系统中,CPU 资源的分配是按照进程的优先级来决定的。具有较高优先权的进程获得更多的执行机会,从而提高关键任务的执行效率。Linux 允许用户通过指定进程运行的 CPU 来进一步优化资源分配,例如将较不重要的进程安排在特定的 CPU 上运行,以优化系统的整体性能。

我们为什么要有优先级呢?

:因为进程访问的资源(CPU)始终都是有限的,系统中进程大部分都是有很多的。

操作系统关于调度和优先级的原则:分时操作系统,基本的公平,如果进程因为长时间不被调度,就造成了饥饿问题。

查看系统进程

在 Linux 或 Unix 系统中,可以通过 ps -l 命令查看进程信息。该命令输出的关键字段包括:

  • UID: 用户ID,代表执行者的身份。
  • PID: 进程ID。
  • PPID: 父进程ID,即启动当前进程的父进程。
  • PRI: 进程的优先级,数值越小,优先级越高。
  • NI: 进程的 nice 值,用于调整进程的优先级。

接下来我们看一下例子

PRI 和 NI 的关系

PRI (Priority) 代表进程的优先级,是系统调度进程的主要依据。优先级更高(PRI 值更小)的进程将更早被系统调度执行。

NI,即 nice 值,是一个修正值,用来调整进程的基本优先级。通过修改 nice 值,系统管理员可以控制进程的运行优先级:

PRI(new)=PRI(old)+nicePRI(new)=PRI(old)+nice

当 nice 值为负时,进程的优先级会提高(PRI 值变小),反之则会降低。

调整进程优先级

在 Linux 中,可以使用 top 命令实时查看和调整进程的 nice 值。调整进程的 nice 值是一种有效的资源管理方式,特别是在系统负载较高时,通过调整不重要进程的 nice 值,可以确保关键任务获得足够的 CPU 时间。而且

每次调整优先级,nice都是从80开始的,nice也并不能随意调整,范围是从 [-20,19]

改变优先级我们可以先输入top,然后输入对应的pid,再按r,输入nice值即可

这里我们刚点击top出现以上画面,接着我们输入左侧对应pid再回车

然后输入我们的nice值即可改变

其他相关概念

  • 竞争性: 系统内的多个进程共同竞争有限的 CPU 资源。
  • 独立性: 多进程环境下,每个进程需独立占用各种资源,互不干扰。
  • 并行与并发: 并行是多个进程在多个 CPU 上同时进行;并发则是在单个 CPU 上,通过进程切换使得多个进程在一段时间内交替执行。

通过上述的进程优先级管理,系统管理员可以有效地优化和调控 Linux 系统的资源使用,提高系统的响应速度和处理效率。理解和应用这些原理,对于维护一个稳定和高效的系统环境至关重要。

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