Linux を使用してプロセス スケジュールを最適化する方法

Linux を使用してプロセス スケジューリングを最適化する方法

コンピュータ テクノロジーの発展とインターネットの普及に伴い、コンピュータ システムのパフォーマンス要件はますます高くなっています。オペレーティング システムの重要な機能の 1 つであるプロセス スケジューリングは、システム パフォーマンスの向上に重要な役割を果たします。オープン ソース オペレーティング システムとして、Linux は優れたカスタマイズ性と拡張性を備えており、プロセス スケジューリングを最適化することでコンピューター システムのパフォーマンスを向上させることができます。

この記事では、Linux を使用してプロセス スケジューリングを最適化する方法と、対応するコード例を紹介します。

1. Linux プロセス スケジューラを理解する

Linux プロセス スケジューラは、どのプロセスを実行するか、およびそのプロセスを CPU 上でどのくらいの時間実行するかを決定します。 Linux は、デフォルトのプロセス スケジューリング アルゴリズムとして Completely Fair Scheduler (CFS) を使用します。 CFS は、各プロセスの仮想実行時間を計算することによってプロセスのスケジューリングを実装します。 CFS はプロセスの優先順位に従って実行タイム スライスを割り当て、優先順位の高いプロセスほど実行時間が長くなります。

2. nice および renice を使用してプロセスの優先順位を調整する

Linux には、プロセスの優先順位を調整するための nice および renice コマンドが用意されています。 nice コマンドは、新しいプロセスを開始し、プロセスの優先順位を設定するために使用されます。優先順位の範囲は -20 ～ 19 で、-20 が最高の優先順位、19 が最低の優先順位です。

サンプル コードは次のとおりです:

nice -n 10 ./myprogram

上記のコードは、優先度 10 で myprogram プロセスを開始します。

renice コマンドは、すでに実行中のプロセスの優先順位を調整するために使用されます。 renice コマンドでは、プロセスの PID と新しい優先度を指定する必要があります。

サンプル コードは次のとおりです。

renice 10 12345

上記のコードは、PID 12345 のプロセスの優先度を 10 に調整します。

3. sched_setscheduler を使用してプロセス スケジューリング ポリシーを設定する

Linux には、プロセス スケジューリング ポリシーを設定するための sched_setscheduler 関数が用意されています。この関数を呼び出すことで、プロセスのスケジューリング ポリシーをリアルタイム スケジューリングまたは通常のスケジューリングに切り替えることができます。

サンプル コードは次のとおりです。

#include <sched.h>

int sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, const struct sched_param *param);

ここで、pid はプロセスの PID、policy はスケジューリング ポリシー、param はスケジューリング パラメーターです。

一般的なスケジューリング戦略は 3 つあります。

• SCHED_FIFO: リアルタイム先入れ先出し戦略。
• SCHED_RR: リアルタイムのローテーション戦略。
• SCHED_OTHER: 通常のスケジュール戦略。

サンプル コードは次のとおりです。

#include <sched.h>

int main() {
    struct sched_param scheduling_param;
    scheduling_param.sched_priority = 1; //优先级为1
    sched_setscheduler(getpid(), SCHED_FIFO, &scheduling_param);
    
    //...其他代码
    return 0;
}

上記のコードは、現在のプロセスのスケジューリング ポリシーをリアルタイムの先入れ先出しポリシーに設定し、優先度は1です。

4. cgroups を使用してプロセス リソースを制限する

cgroups は、Linux カーネルによって提供されるリソース制御メカニズムであり、プロセスのリソース使用量を制限するために使用できます。 cgroups は、プロセスの CPU クォータ、メモリ使用量制限などを設定して、プロセスのリソース使用量を最適化できます。

サンプル コードは次のとおりです。

# 创建一个名为mygroup的cgroup
sudo cgcreate -g cpu,cpuacct,memory:/mygroup

# 将指定的进程PID加入到mygroup
sudo cgclassify -g cpu,cpuacct,memory:/mygroup <PID>

# 设置mygroup的CPU配额为50%
sudo cgset -r cpu.cfs_quota_us=50000 /mygroup

# 设置mygroup的内存限制为1GB
sudo cgset -r memory.limit_in_bytes=1G /mygroup

上記のコードは、mygroup という名前の cgroup を作成し、指定されたプロセス PID を mygroup に追加します。次に、mygroup の CPU クォータを 50% に、メモリ制限を 1GB に設定します。

結論

この記事では、プロセス スケジューリングの最適化に Linux を使用する方法を紹介し、対応するコード例を示します。プロセスの優先度を調整し、プロセスのスケジューリング ポリシーを設定し、プロセスのリソース使用量を制限することにより、コンピュータ システムのパフォーマンスを効果的に向上させることができます。この記事が、読者が Linux のプロセス スケジューリング メカニズムをより深く理解し、実際のアプリケーションで役割を果たすのに役立つことを願っています。

以上がLinux を使用してプロセス スケジュールを最適化する方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。