文章目录
- 基本概念
- 查看进程优先级
-
- [PRI & NI](#PRI & NI)
- 更改优先级
- Linux中进程优先级的实现原理
基本概念
CPU资源分配的先后顺序，就是指进程的优先权（priority）。
优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的Linux很有用，可以改善系统性能。
还可以把进程运行到指定的CPU上，这样一来，把不重要的进程安排到某个CPU，有可能改善系统整体性能。
查看进程优先级
我们可以使用ps -l查看进程信息：
我们很容易注意到其中的几个重要信息，有下：
UID : 代表执行者的身份
PID : 代表这个进程的代号
PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号
PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行
NI ：代表这个进程的nice值
PRI & NI
PRI是比较好理解的，即进程的优先级，或者说就是程序被CPU执行的先后顺序，此值越小，进程的优先级别越高。
那NI呢？就是我们所要说的nice值了，其表示进程可被执行的优先级的修正数值PRI值越小越快被执行，那么加入nice值后，将会使得PRI变为：PRI(new) = PRI(old) + nice 。
这样，当nice值为负值的时候，那么该程序将会优先级值将变小，即其优先级会变高，则其越快被执行
所以，调整进程优先级，在Linux下，就是调整进程nice值
nice其取值范围是[-20,19)，一共40个级别。
需要强调一点的是，进程的nice值不是进程的优先级，他们不是一个概念，但是进程nice会影响到进程的优先级变化。可以理解nice值是进程优先级的修正数据。
更改优先级
我们可以使用top命令更改已存在进程的nice值，来更改程序的优先级。
我们编写以下程序：
编译并执行：
然后我们在另一个账户查看此进程信息：
我们可以看到该进程的PRI是80，NI是0。
我们执行top指令，打开资源管理器：
然后按r，会提醒我们输入想要改变优先级的进程的PID：
输入PID后，回车，输入想要修改的NI值，回车并q退出。
这时我们再查看进程的优先级信息：
可以看到PID变成了 80 + NI。
需要注意：我们每一此调整程序的优先级，都会从默认优先级调整，而不是当前优先级。
比如，我们像这样再修改该进程的优先级：
进程的优先级会被调整为 80 + 5 ，而不是 90 + 5：
另外一个需要注意的是：如果我们输入的NI值大于19或小于-20，会按照19或-20来调整。
Linux中进程优先级的实现原理
在之前我们提到，处于运行状态的进程的PCB会进入运行队列，链接在CPU结构体对象中，CPU挨个执行进程。
下图是Linux2.6内核中进程队列的数据结构：
一个CPU有一个runqueue，如果有多个CPU就要考虑进程个数的负载均衡问题。
我们所对应的优先级[60,99]在运行时会转换成[100,139]。
进程在进程优先级队列当中是从上往下，从左往右进行调度的，当runing中的进程被调度完之后，通过指针交换来继续调度waiting中的进程，以此循环，就构成了我们所看到的优先级队列。
其中还有一个位图bitmap，大小为五个整形元素，占有160个比特位，用来表示队列中140个位置上还有没有进程。这样可以快速判断某个优先级的进程是否运行完。
运行完的进程会进入等待队列，等全部进程都进入等待队列后，等待队列会变为活跃队列，原来的活跃队列变为等待队列。
上下文
CUP中有大量寄存器，进程会将数据交给寄存器进行计算，如果程序运行结束或时间片到了，该运行其他程序了，那么寄存器中的数据就会被全部写入该进程的PCB中，等再次运行到此进程时，再将PCB中存储的寄存器数据覆盖寄存器原来的数据进行计算。
CPU中存储的所有临时数据，叫做硬件上下文。
当一个进程从CPU中离开，会把所有的硬件上下文都拷贝走，存储在PCB中，这个过程叫做保护上下文。
`中存储的寄存器数据覆盖寄存器原来的数据进行计算。
CPU中存储的所有临时数据，叫做硬件上下文。
当一个进程从CPU中离开，会把所有的硬件上下文都拷贝走，存储在PCB中，这个过程叫做保护上下文。
而当一个进程被再次调度的时候，又会把自己的数据写入CPU中，覆盖原始的寄存器中的数据，这个过程叫做恢复上下文。