Linux下进程(三)（进程的优先级）

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[1. 进程优先级的基本概念](#1. 进程优先级的基本概念)

[2. 查看系统进程](#2. 查看系统进程)

[3. PRI and NI](#3. PRI and NI)

[3.1 PRI](#3.1 PRI)

[3.2 NI&&用top修改NI](#3.2 NI&&用top修改NI)

[4 .与优先级有关的几个问题](#4 .与优先级有关的几个问题)

[4.1 优先级无法更改问题？](#4.1 优先级无法更改问题？)

[4.2 old pri是什么？](#4.2 old pri是什么？)

[4.3 优先级范围是多少？](#4.3 优先级范围是多少？)

[4.4 为什么是这个范围？](#4.4 为什么是这个范围？)

[5. nice&&renice命令修改优先级](#5. nice&&renice命令修改优先级)

[6. 函数方式修改优先级](#6. 函数方式修改优先级)

[7. 补充概念-竞争、独⽴、并⾏、并发](#7. 补充概念-竞争、独⽴、并⾏、并发)

1. 进程优先级的基本概念

优先级vs权限

在权限里，我们回答的是能不能的问题，在优先级 中，在进程已经能得到某种资源的前提下，优先级就是得到资源的先后顺序。

为什么要有优先级？

本质还是因为资源不足，分配资源的时候，就要合理分配，决定进程获得某种资源的顺序。

优先级就是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；同时还可以把进程运行到指定的CPU上，这样一来，把重要的进程安排到某个特定的CPU，可以大大改善系统整体性能。

2. 查看系统进程

在linux或者unix系统中，⽤ps ‒l命令则会类似输出以下⼏个内容：
-l :以长格式显示进程详细信息（包括 F、S、UID、PID、PPID、C、PRI、NI、ADDR、SZ、WCHAN、TTY、TIME、CMD 等）

UID: 代表执行者的身份

我们通过ls -ln 可以长格式列出文件和目录的详细信息，并以数字形式 显示用户 ID（UID）和组 ID（GID），而不是用户名和组名

上面的UID 就是进程执行这个的用户ID

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和NI与进程的优先级有关，都属于struct_task的一个属性。

3. PRI and NI

3.1 PRI

PRI也还是比较好理解的，即进程的优先级 ，或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序，此值越小进程的优先级别越高 ；系统不允许 你直接修改 PRI 的数值。

3.2 NI&&用top修改NI

NI,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至19，一共40个级别。

⽤top命令更改已存在进程的nice：

top

进⼊top后按"r"‒>输⼊进程PID‒>输⼊nice值

修改前：

修改时:

修改后：

4 .与优先级有关的几个问题

4.1 优先级无法更改问题？

更改优先级是无法高频更改的当我们短时间内多次更改优先级，系统会拒绝你更改，可以用超级用户进行修改，同时也可能和权限有关

普通用户：只能降低自己进程的优先级；

root 用户 ：可以任意设置 NI 值（包括负值）。

4.2 old pri是什么？

old pri默认永久都是80 跟你此时的pri无关。

4.3 优先级范围是多少？

因为old pri永久都是80 nice值的范围是-20 ～ 19 所以优先级范围是60 ～ 99。

4.4 为什么是这个范围？

我们目前主流系统都是 分时操作系统 ，在40左右的范围波动，在给进程分配时间片的时候，相对公平，而公平的调度策略，能较为均衡的让不同的进程能在一段时间内，都能得到CPU资源。所以改变优先级，就不能改的太狠，这么设计可以尽量避免优先级饥饿问题 ；而在工业控制领域，类似单片机 那种必须强制跑完全进程的就叫 实时操作系统。

5. nice&&renice命令修改优先级

nice 命令 ------ 启动时设置优先级

用于以指定 Nice 值启动一个新进程。

语法：

bash 复制代码

nice -n <NI值> <命令>

以较低优先级运行备份脚本（不干扰前台任务）
bash 复制代码
```
nice -n 10 tar -czf backup.tar.gz /home
```
以较高优先级运行关键任务（需 root）
bash 复制代码
```
sudo nice -n -5 ./realtime_app
```

不指定 -n，默认加 10

bash 复制代码

nice ./my_script    # 等价于 nice -n 10 ./my_script

💡 注意：nice 不能启动负值 （除非用 sudo），因为普通用户无权提升优先级。

renice 命令 ------ 修改运行中进程的优先级

用于动态调整已有进程的 Nice 值。

语法：

bash 复制代码

renice <NI值> -p <PID>        # 按进程 ID
renice <NI值> -u <用户名>     # 修改某用户所有进程
renice <NI值> -g <组ID>       # 修改某组所有进程

降低正在运行的压缩进程的优先级（让它"让路"）
bash 复制代码
```
ps aux | grep zip          # 先查 PID，比如 1234
renice 15 -p 1234
```
提升某个服务的优先级（需 root）
bash 复制代码
```
sudo renice -10 -p 5678
```
将用户 fcy 的所有进程设为低优先级
bash 复制代码
```
sudo renice 19 -u fcy
```

6. 函数方式修改优先级

c 复制代码

/*
 * 以下两个函数用于获取和设置进程（或进程组、用户）的调度优先级（Nice 值）。
 *
 * 所需头文件：
 *   #include <sys/time.h>
 *   #include <sys/resource.h>
 */

/*
 * int getpriority(int which, int who);
 *
 * 功能：获取指定目标的当前 Nice 值。
 *
 * 参数：
 *   - which: 目标类型，取值为：
 *       PRIO_PROCESS  ------ 目标是一个进程（who = PID）
 *       PRIO_PGRP     ------ 目标是一个进程组（who = PGID）
 *       PRIO_USER     ------ 目标是一个用户的所有进程（who = UID）
 *   - who: 根据 which 的不同，表示 PID / PGID / UID；
 *          若 who == 0，则表示当前进程 / 当前进程组 / 当前用户。
 *
 * 返回值：
 *   - 成功：返回 Nice 值（范围 -20 ～ +19）
 *   - 失败：返回 -1，并设置 errno（注意：Nice 值可能为 -1，需结合 errno 判断是否出错）
 */
int getpriority(int which, int who);

/*
 * int setpriority(int which, int who, int prio);
 *
 * 功能：设置指定目标的 Nice 值（即调整 CPU 调度优先级）。
 *
 * 参数：
 *   - which: 同 getpriority()，指定目标类型（PRIO_PROCESS / PRIO_PGRP / PRIO_USER）
 *   - who:   对应的目标 ID（PID / PGID / UID），0 表示当前
 *   - prio:  要设置的 Nice 值，必须在 [-20, 19] 范围内
 *
 * 返回值：
 *   - 成功：返回 0
 *   - 失败：返回 -1，并设置 errno（常见错误：EPERM 权限不足，ESRCH 进程不存在）
 *
 * 权限说明：
 *   - 普通用户只能将 prio 设为 ≥ 当前 Nice 值（即只能降低优先级）；
 *   - root 用户可任意设置 [-20, 19] 范围内的值。
 */
int setpriority(int which, int who, int prio);

7. 补充概念-竞争、独⽴、并⾏、并发

竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级。
独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰（你其中一个进程挂了不会影响另一个）。

因为任何一个进程都有自己独立的 内核数据结构 和进程自己的代码和数据 ，所以一个进程挂掉，不会影响另一个，所以进程有独立性 。

⚠️：父子关系也有独立性，所以子进程僵尸了，父进程依然不影响；即便是父进程挂了，子进程依然可以跑（父子之间pid不同，说明内核数据结构不同；代码只读，所以不影响独立性 ；数据相同时候只读，不同的时候发生写时拷贝 ，所以也不影响独立性）

并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发。
并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行。

（上半部分是并发，下半部分是并行）

Linux下 进程(三)（进程的优先级）

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1. 进程优先级的基本概念

2. 查看系统进程

3. PRI and NI

3.1 PRI

3.2 NI&&用top修改NI

4 .与优先级有关的几个问题

4.1 优先级无法更改问题？

4.2 old pri是什么？

4.3 优先级范围是多少？

4.4 为什么是这个范围？

5. nice&&renice命令修改优先级

6. 函数方式修改优先级

7. 补充概念-竞争、独⽴、并⾏、并发

Linux下进程(三)（进程的优先级）