一.进程优先级
1.是什么？
进程优先级是得到CPU资源的先后顺序。
那么优先级和权限有何区别呢？
优先级是能够得到CPU资源，只是先后问题而已，而权限考虑的是能否得到资源的问题。
2.为什么要设计优先级？
原因在于CPU资源有限，要通过优先级去确定谁先谁后。
3.怎么办？
进程优先级是task_struct里的一个属性，是一个int数字。值越低，优先级越高。
①.知识点补充------uid
uid:即user id，OS识别用户是谁的东西，每个用户都有一个唯一的uid，这就是进程为什么访问文件的时候，OS准确识别出访问者是owner还是other还是所属组。
来说说是怎么识别的：
当查询某个进程的相关信息时，也会显示当前用户的uid，即显示派自己来做事的老大是谁:
创建文件时，文件也会储存三个角色的uid:
而访问文件的指令本身就是进程，那么指令这个进程也会存有uid，通过比对文件的uid和指令的uid，如果和文件哪一个角色的uid相等，那么就判定访问者是什么角色。
用户->bash(OS给每个用户一个bash)->将访问任务交给多个进程(指令)->每个进程完成自己的访问任务。
因而，进程就代表用户，就像杨金水代表朝廷管理江南织造局一样。
②.回归正题
在进程详细信息这个列表中，PRI就代表进程的优先级 ，它的默认值是80 ，这个值可以改变，但不建议改动。而NI是nice值，代表进程优先级的**修正数据，**通过更改NI，就可以更改优先级。
得出一个结论：
这里有个坑，每次调整优先级，都是从默认值开始，去加NI值，所以千万不要拿PRI那列的数字去加NI值。
同时，NI值是有范围的：-20,19
LinuxPRI默认值为80，所以实际优先级的范围是**60,99**
为什么要去设置一个范围呢？原因是为了进程得到CPU资源的公平性，得让每个进程不能等的太久。长期得不到资源的进程会有进程饥饿的现象出现。就像排队在食堂打饭，等太久人都饿麻了。
二.切换进程
1.知识点补充------竞争，独立，并行，并发
①.竞争
OS内的进程数量始终是要多余CPU的资源的，所以进程间必然发生竞争。为了高效完成任务，合理竞争资源，就有了进程优先级。
②.独立
就像任务管理器里有很多进程在使用CPU资源，将其中一个进程结束，并不会影响其他进行的运行。每个进程在使用资源期间，这些资源供其独享，多个进程之间互不干扰。至于如何做到独立性，我们后面的文章的谈到。
③.并行与并发
并发：一个CPU先服务一个进程，然后迅速断开，再服务另一个。
并行：多个CPU同时服务多个进程。
2.进程切换
①.死循环如何运行
每个进程都会被分配到一个叫时间片 的东西，这是个时间段，当CPU服务这个进程的时间超过时间片，就会停止服务，换句话说进程拥有CPU资源不是永久拥有的，而是在时间片这段时间内暂时被拥有，时间一到，CPU就会切换另一个进程，进行服务。所以进程拥有太多的数据或代码的话，是不一定能在一次服务里被执行完的。
而死循环进程并不会一直执行下去，直到内存被消耗完，卡死系统；当其运行时间超过时间片，CPU就会切换服务的进程。
②.浅谈CPU的寄存器
1.CPU内部存在多个寄存器，多个寄存器临时储存一个正在运行的进程的上下文数据。
2.寄存器！=寄存器里的内容。
寄存器就是运输机本身，只有一份，寄存器里存的临时数据就是装在运输机里的东西，要么是坦克，士兵，大炮，要么混着来，反正不唯一，也不重样，运载的武器换了，但运输机还是它自己。
③.如何切换进程
Ⅰ.与大学生参军入伍的例子，类比出切换的过程：
进行一次保留，剥离，再恢复的过程，就是进行一次切换进程。
Ⅱ.具体切换的过程：
数据经拷贝以后存储在何处？
如何区分全新进程和已经调度过的进程呢？
三.Linux进程调度
切换和调度共同构成了调度器。
我们在上一篇文章梳理了调度队列如何处理阻塞的原理，但那是关于操作系统学科范畴，属于纸面的东西，这一部分将要从Linux底层的角度去了解调度。
1.前备知识
在了解整个底层之前：得明白我们正在使用的操作系统是分时操作系统 ，是基于时间片进行调度的，而不是当下谁重要，谁优先级就最高的实时操作系统。但Linux操作系统是具有一定的实时操作系统功能的，只是平时使用时被裁掉或被关闭了而已。
2.映射算法
queue140数组里有140个位置，每个位置都存储一个task_struct指针 ，前100个属于实时优先级，不考虑，剩余40个就刚好对应了分时优先级-20.19里的40个优先级的范围。
那么如何将越界的分时优先级映射到剩余40个位置里储存起来呢？
这40个位置的首个位置下标是100，60是默认值80 + 优先级最小值-20，用60作为被减数的原因是求一个偏移量：
3.调度规则
既然能玩映射，那么这个queue140的本质是一个哈希表。
假如几个进程的优先级相同 ，那么就可以像哈希桶那样，将这几个进程全部链接在那个位置上。
那么就可以总结一下：在整个宏观的queue上，看优先级， 按照进程优先级(也就是顺着queue往下)来进行调度**，但需要逐个节点的去遍历，可能会出现遍历到的节点没有进程的情况，找到第⼀个⾮空队列，该队列必定为优先级最⾼的队列。在局部的同一个位置，即优先级相同时，按照先进先出的原则对链表上的进程进程调度。所以就要分两步，先挑队列，再挑进程。**
4.调度器如何快速调度？
按照以上的调度方式，调度器去寻找某个进程，在链表上的开销是O(1)，在整个队列上的开销是O(N)，那么总开销就是O(N)，是比较低的，那么调度器可否快速挑选进程呢？
造成低效率的原因是，挑队列的时候我无法知道哪个位置是有task_strucrt的，因此需要在队列上从上往下按着优先级来逐个遍历队列元素。
这就不得不提runqueue里位于queue140上方的bitmap5了，这是个无符号整型的map，一个无符号整型的数是32位，那么5个就是160位，每位与runqueue上的元素一一对应，每个比特位无非两种结果------0或1，1就代表queue对应的元素存在task_struct,反之就不存在。所以挑队列时就可以根据map筛出有task_struct的位置，然后在这些位置中再挑进程。就能在O(1)的开销下挑队列。
那为啥是160个比特位，也就是5个无符号整型呢？原因是4个数128位没法覆盖包揽runqueue每个节点,6个数192位又过于浪费了。那么闲置的20个就不用了。
