6.6.1 Linux進程管理介紹[^①] 1. Linux進程調度優先級和調度策略 調度優先級和調度策略是操作系統中一個很重要的概念。簡而言之，它是系統中CPU資源的管理和控制手段。如何理解？此處進行簡單介紹。讀者可自行閱讀操作系統方面的書籍以加深理解。 - 相對于在OS上運行的應用進程個數來說，CPU的資源非常有限。 - 調度優先級是OS分配CPU資源給應用進程時（即調度應用進程運行）需要參考的一個指標。一般而言，優先級高的進程將更有機會得到CPU資源。 調度策略用于描述OS調度模塊分配CPU給應用進程所遵循的規則，即當將CPU控制權交給調度模塊時，系統如何選擇下一個要運行的進程。此處不能僅考慮各進程的調度優先級，因為存在多個進程具有相同調度優先級的情況。在這種情況下，一個需要考慮的重要因素是，每個進程所分配的時間片及它們的使用情況. * * * * * **提示**：可簡單認為，調度優先級及調度策略二者一起影響了系統分配CPU資源給應用進程。注意，此處的措詞為“影響”，而非“控制”。因為對于用戶空間可以調用的API來說，如果二者能控制CPU資源分配，那么該系統的安全性會大打折扣。 * * * * * Linux提供了兩個API用于設置調度優先級及調度策略。先來看設置調度優先級的函數setpriority，其原型如下： int setpriority(int which, int who, int prio); 其中： - which和who參數聯合使用。當which為PRIO_PROGRESS時，who代表一個進程；當which為PRIO_PGROUP時，who代表一個進程組；當which為PRIO_USER時，who代表一個uid。 - 第三個參數prio用于設置應用進程的nicer值，可取范圍從-20到19。Linux kernel用nicer值來描述進程的調度優先級，該值越大，表明該進程越友（nice），其被調度運行的幾率越低。 下面來看設置調度策略的函數sched_setscheduler，其原型如下： ~~~ int sched_setscheduler(pid_t pid, int policy,conststruct sched_param *param); ~~~ 其中： - 第一個參數為進程id。 - 第二個參數為調度策略。目前Android支持三種調度策略：SCHED_OTHER，標準round-robin分時共享策略(也就是默認的策略)；SCHED_BATCH，針對具有batch風格（批處理）進程的調度策略；SCHED_IDLE，針對優先級非常低的適合在后臺運行的進程。除此之外，Linux還支持實時（Real-time）調度策略，包括SCHED_FIFO，先入先出調度策略；SCHED_RR，：round-robin調度策略，也就是循環調度。 - param參數中最重要的是該結構體中的sched_priority變量。針對Android中的三種非實時調度策略，該值必須為NULL。 以上介紹了調度優先級和調度策略的概念。建議讀者做個小實驗來測試調動優先級及調動策略的作用，步驟如下： - 掛載SD卡到PC機并往向其中復制一些媒體文件，然后重新掛載SD卡到手機。該操作就能觸發MediaScanner掃描新增的這些媒體文件。 - 利用top命令查看CPU使用率，會發現進程com.process.media（即MediaScanner所在的進程）占用CPU較高（可達70%以上），原因是該進程會掃描媒體文件，該工作將利用較多的CPU資源。 - 此時，如果啟動另一個進程，然后做一些操作，會發現MediaScanner所在進程的CPU利用率會降下來（例如下降到30%~40%），這表明系統將CPU資源更多地分給了用戶正在操作的這個進程。 出現這種現象的原因是，MediaScannerSerivce的掃描線程將調度優先級設置為11，而默認的調度優先級為0。 相比而言，MediaScannerService優先級真的很高。 2. 關于Linux進程oom_adj的介紹 從Linux kernel 2.6.11開始，內核提供了進程的OOM控制機制，目的是當系統出現內存不足（out of memory，簡稱OOM）的情況時，Kernel可根據進程的oom_adj來選擇并殺死一些進程，以回收內存。簡而言之，oom_adj可標示Linux進程內存資源的優先級，其可取范圍從-16到15，另外有一個特殊值-17用于禁止系統在OOM情況下殺死該進程。和nicer值一樣，oom_adj的值越高，那么在OOM情況下，該進程越有可能被殺掉。每個進程的oom_adj初值為0。 Linux沒有提供單獨的API用于設置進程的oom_adj。目前的做法就是向/proc/進程id/oom_adj文件中寫入對應的oom_adj值，通過這種方式就能調節進程的oom_adj了。 另外，有必要簡單介紹一下Android為Linux Kernel新增的lowmemorykiller（以后簡稱LMK）模塊的工作方式：LMK的職責是根據當前內存大小去殺死對應oom_adj及以上的進程以回收內存。這里有兩個關鍵參數：為LMK設置不同的內存閾值及oom_adj，它們分別由/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree和/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj控制。 * * * * * **注意**：這兩個參數的典型設置為： minfree，2048,3072,4096,6144,7168,8192 用于描述不同級別的內存閾值，單位為KB。 adj，0,1,2,4,7,15 用于描述對應內存閾值的oom_adj值。 表示當剩余內存為2048KB時，LMK將殺死oom_adj大于等于0的進程。 * * * * * 網絡上有一些關于Android手機內存優化的方法，其中一種就利用了LMK的工作原理。 >[info] **提示**：lowmemorykiller的代碼在kernel/drivers/staging/android/lowmemorykiller.c中，感興趣的讀者可嘗試自行閱讀。 [^①]:更為詳細的知識請閱讀 http://blog.csdn.net/innost/article/details/6940136。