Linux系统进程调度策略研究

摘要

操作系统的进程调度策略一直是一个研究热点。随着技术的进步,多核体系结构逐渐成为主流,这为操作系统的进程调度研究带来了挑战。其中,负载均衡问题扮演着很重要的角色。负载均衡研究的是如何把任务比较合理地均匀地分配到多个处理器核心上,从而比较充分地发挥多核的优势,在整体上提高系统的性能和缩短任务的平均响应时间。
　　 本文借助Linux内核的开源特性来研究操作系统的进程调度及多核负载均衡等问题。首先阐述了进程、线程等概念在Linux内核中的实现及进程调度方面的基本算法；然后结合Linux内核的发展,重点分析讨论了Linux2.6内核所采取的两种主流的调度系统:O(1)调度及CFS调度,在理解现有调度系统的基础上分析其不足,特别是其在负载均衡方面的缺陷；最后提出针对Linux内核的负载均衡策略的优化与改进。
　　 针对Linux内核在负载均衡问题上只考虑CPU队列长度而忽略进程本身特点的弊端,本文提出一种基于综合指标的负载均衡策略,综合考量进程使用CPU、内存及I／O的情况,重点研究了负载均衡问题中迁移进程的选择问题及迁移算法的实现,最后通过修改Linux内核的相关数据结构及函数并重新编译内核来生成。实验证明,基于综合指标的负载均衡策略在一定程度上优于基于队列长度的负载均衡策略。