Linux下线程的调度策略与优先级（二）

上一篇文章介绍了Linux下的调度策略和优先级，在Ubuntu09.10上的一些特性，这里测试一下其中的两种特性，SCHED_OTHER和SCHED_RR，还有就是优先级的问题，是不是能够保证，高优先级的线程，就可以保证先运行。
    下面的这个测试程序，创建了三个线程，默认创建的线程的调度策略是SCHED_OTHER，其余的两个线程的调度策略设置成SCHED_RR。我的 Linux的内核版本是2.6.31。SCHED_RR是根据时间片来确定线程的调度。时间片用完了，不管这个线程的优先级有多高都不会在运行，而是进入 就绪队列中，等待下一个时间片的到了，那这个时间片到底要持续多长时间？在《深入理解Linux内核》中的第七章进程调度中，是这样描诉的，Linux采 取单凭经验的方法，即选择尽可能长、同时能保持良好相应时间的一个时间片。这里也没有给出一个具体的时间来，可能会根据不同的CPU 来定，还有就是多CPU 的情况。

# include < stdio. h> 
# include < unistd. h> 
# include < stdlib. h> 
# include < pthread. h> 

void Thread1( ) 
{ 
  sleep ( 1) ; 
  int i, j; 
  int policy; 
  struct sched_param param; 
  pthread_getschedparam( pthread_self( ) , & policy, & param) ; 
  if ( policy = = SCHED_OTHER) 
    printf ( "SCHED_OTHER/n" ) ; 
  if ( policy = = SCHED_RR) ; 
  printf ( "SCHED_RR 1 /n" ) ; 
  if ( policy= = SCHED_FIFO) 
    printf ( "SCHED_FIFO/n" ) ; 

  for ( i= 1; i< 10; i+ + ) 
  { 
    for ( j= 1; j< 5000000; j+ + ) 
    { 
    } 
    printf ( "thread 1/n" ) ; 
  } 
  printf ( "Pthread 1 exit/n" ) ; 
} 

void Thread2( ) 
{ 
  sleep ( 1) ; 
  int i, j, m; 
  int policy; 
  struct sched_param param; 
pthread_getschedparam( pthread_self( ) , & policy, & param) ; 
 if ( policy = = SCHED_OTHER) 
    printf ( "SCHED_OTHER/n" ) ; 
  if ( policy = = SCHED_RR) ; 
  printf ( "SCHED_RR/n" ) ; 
  if ( policy= = SCHED_FIFO) 
    printf ( "SCHED_FIFO/n" ) ; 

  for ( i= 1; i< 10; i+ + ) 
  { 
    for ( j= 1; j< 5000000; j+ + ) 
    { 
      
    } 
    printf ( "thread 2/n" ) ; 
  } 
  printf ( "Pthread 2 exit/n" ) ; 
} 

void Thread3( ) 
{ 
  sleep ( 1) ; 
  int i, j; 
  int policy; 
  struct sched_param param; 
pthread_getschedparam( pthread_self( ) , & policy, & param) ; 
 if ( policy = = SCHED_OTHER) 
    printf ( "SCHED_OTHER/n" ) ; 
  if ( policy = = SCHED_RR) 
    printf ( "SCHED_RR /n" ) ; 
  if ( policy= = SCHED_FIFO) 
    printf ( "SCHED_FIFO/n" ) ; 

  for ( i= 1; i< 10; i+ + ) 
  { 
    for ( j= 1; j< 5000000; j+ + ) 
    { 
    } 
    printf ( "thread 3/n" ) ; 
  } 
  printf ( "Pthread 3 exit/n" ) ; 
} 

int main( ) 
{ 
  int i; 
  i = getuid( ) ; 
  if ( i= = 0) 
    printf ( "The current user is root/n" ) ; 
  else 
    printf ( "The current user is not root/n" ) ; 

  pthread_t ppid1, ppid2, ppid3; 
  struct sched_param param; 

  pthread_attr_t attr, attr1, attr2; 
  
  pthread_attr_init ( & attr1) ; 
pthread_attr_init ( & attr) ; 
pthread_attr_init ( & attr2) ; 
  param. sched_priority = 51; 
 pthread_attr_setschedpolicy ( & attr2, SCHED_RR) ; 
 pthread_attr_setschedparam ( & attr2, & param) ; 
 pthread_attr_setinheritsched ( & attr2, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED ) ;//要使优先级其作用必须要有这句话 

 param. sched_priority = 21; 
 pthread_attr_setschedpolicy ( & attr1, SCHED_RR) ; 
 pthread_attr_setschedparam ( & attr1, & param) ; 
 pthread_attr_setinheritsched ( & attr1, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED ) ; 
 
 pthread_create ( & ppid3, & attr, ( void * ) Thread3, NULL ) ; 
 pthread_create ( & ppid2, & attr1, ( void * ) Thread2, NULL ) ; 
 pthread_create ( & ppid1, & attr2, ( void * ) Thread1, NULL ) ; 
 
 pthread_join ( ppid3, NULL ) ; 
 pthread_join ( ppid2, NULL ) ; 
 pthread_join ( ppid1, NULL ) ; 
 pthread_attr_destroy ( & attr2) ; 
 pthread_attr_destroy ( & attr1) ; 
 return 0; 
} 



下面是该程序的其中之一的运行结果：

sudo . / prio_test
The current user is root
SCHED_OTHER 
SCHED_RR 
SCHED_RR 1 
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
Pthread 1 exit 
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
Pthread 2 exit 
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
Pthread 3 exit

   这 里我们可以看到，由于线程3的调度策略是SCHED_OTHER，而线程2的调度策略是SCHED_RR，所以，在Thread3中，线程3被线程1，线 程2给抢占了。由于线程1的优先级大于线程2的优先级，所以，在线程1以先于线程2运行，不过，这里线程2有一部分代码还是先于线程1运行了。
    我原以为，只要线程的优先级高，就会一定先运行，其实，这样的理解是片面的，特别是在SMP的PC机上更会增加其不确定性。
    其实，普通进程的调度，是CPU根据进程优先级算出时间片，这样并不能一定保证高优先级的进程一定先运行，只不过和优先级低的进程相比，通常优先级较高的 进程获得的CPU时间片会更长而已。其实，如果要想保证一个线程运行完在运行另一个线程的话，就要使用多线程的同步技术，信号量，条件变量等方法。而不是 绝对依靠优先级的高低，来保证。
    不过，从运行的结果上，我们可以看到， 调度策略为SCHED_RR的线程1，线程2确实抢占了调度策略为SCHED_OTHER的线程3。这个是可以理解的，由于SCHER_RR是实时调度策略。
   只有在下述事件之一发生时，实时进程才会被另外一个进程取代。
  （1） 进程被另外一个具有更高实时优先级的实时进程抢占。
  （2） 进程执行了阻塞操作并进入睡眠
  （3）进程停止（处于TASK_STOPPED 或TASK_TRACED状态）或被杀死。
  （4）进程通过调用系统调用sched_yield()，自愿放弃CPU 。
  （5）进程基于时间片轮转的实时进程（SCHED_RR），而且用完了它的时间片。
   基于时间片轮转的实时进程是，不是真正的改变进程的优先级，而是改变进程的基本时间片的长度。所以基于时间片轮转的进程调度，并不能保证高优先级的进程先运行。
   下面是另一种运行结果：

sudo . / prio_test
The current user is root
SCHED_OTHER 
SCHED_RR 1 
thread 1 
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
thread 1
Pthread 1 exit 
SCHED_RR
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
thread 2
Pthread 2 exit 
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
thread 3
Pthread 3 exit 


  可以看出并没有每一次都保证高优先级的线程先运行。