CFS调度器的艺术–虚拟时钟从物理HZ中分离_cfs的时钟信号

如果你觉没有从cfs中看到什么，那么最简单我告诉你，就是提高了响应速度，为何呢？在shell下执行vmstat，观察cs字段，也就是1秒内进程切换的次数，然后尽量满载系统，观察cs和谁有关，它的值和进程的数量，进程的优先级有关，当进程的优先级很大的时候，cs的值就会减少，反之cs值会增加，我们看看这是为什么，O(1)调度器中，时间片的分配是绝对的分配，也就是说排除进程饥饿和内核抢占，每个进程运行的时间片是绝对的，是按照它的nice值计算出来的，如果说有变动，那也只是由于优先级动态调整导致的变化，那时的时间片只和进程的优先级有关，优先级变化幅度不大，时间片调整的也不多，因此我们不考虑优先级调整，一旦系统负载增加，调度完整个系统的所有进程的时间就会很长，活动进程数量越多，这一段时间就会越长，O(1)调度器中的时间片是固定的，那么cfs中的呢？

cfs中的时间片是动态分配的，是按照比例分配的而不是按照优先级固定分配的，其精髓就是系统拥有一个可配置的系统调度周期，在该周期内运行完所有的进程，如果系统负载高了，那么每一个进程在该周期内被分配的时间片都会减少，将这些进程减少的部分累积正好就是新进程的时间片，其实完全可以实现一个更简单的cfs版本，按照固定的顺序运行进程，就是将红黑树退化成一个先入先出的队列，每个进程都排入进程，然后运行完按比例分配给它的动态时间片之后排入队列最后，然后继续下一个进程，如此反复，但是这样实现的话很不灵活，很难实现内核的实时抢占和新进程的抢占以及进程唤醒后的补偿，于是红黑树完美的解决了这一个问题，于是就出现了虚拟时钟的概念，每一个进程都有一个虚拟时钟，按照不同的速率在每一个物理时钟节拍内向前推进，越高权值的进程的推进速率越慢，这样它就可以运行更多的物理时间。cfs调度器选择当前最慢的虚拟时钟进行推进，做到了公平。

cfs调度器中分配的动态时间片和HZ没有关系，它只和进程的权值以及当前红黑树进程的总权值还有调度周期有关，它本质上是一个相对的概念而不像以前是一个绝对的概念，相对的概念就是比绝对的概念要灵活，比如用相对目录的程序就比用绝对目录的程序拥有更好的移植性。cfs调度器将时间片的概念进行了相对了，抽象出了虚拟时钟的概念，如此一来1秒钟内的进程切换次数就不再和进程优先值有关了，而是和调度周期和进程数量有关，理论上就是(进程数量)*(1秒/调度周期)次，当然加上抢占和新进程创建就不是这么理想了，经过试验，和理论数据差别不大，在同一负载下，提高或者降低多个进程的优先级在O(1)调度器下会引起vmstat中cs的变化，但是在cfs中vmstat中的cs值却不会受到影响。