NICE值

nice值应该是熟悉Linux/UNIX的人很了解的概念了，我们都知它是反应一个进程“优先级”状态的值，其取值范围是-20至19，一共40个级别。这个值越小，表示进程”优先级”越高，而值越大“优先级”越低。我们可以通过nice命令来对一个将要执行的命令进行nice值设置，方法是：[root@zorrozou-pc0 zorro]#nice-n 10bash这样我就又打开了一个bash，并且其nice值设置为10，而默认情况下，进程的优先级应该是从父进程继承来的，这个值一般是0。我们可以通过nice命令直接查看到当前shell的nice值[root@zorrozou-pc0 zorro]#nice10对比一下正常情况：[root@zorrozou-pc0 zorro]#exit推出当前nice值为10的bash，打开一个正常的bash：[root@zorrozou-pc0 zorro]#bash[root@zorrozou-pc0 zorro]#nice0另外，使用renice命令可以对一个正在运行的进程进行nice值的调整，我们也可以使用比如top、ps等命令查看进程的nice值，具体方法我就不多说了，大家可以参阅相关manpage。需要大家注意的是，我在这里都在使用nice值这一称谓，而非优先级（priority）这个说法。当然，nice和renice的man手册中，也说的是priority这个概念，但是要强调一下，请大家真的不要混淆了系统中的这两个概念，一个是nice值，一个是priority值，他们有着千丝万缕的关系，但对于当前的Linux系统来说，它们并不是同一个概念。我们看这个命令：[root@zorrozou-pc0 zorro]#ps-lF S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD4 S 0692457760800-17952 poll_s pts/500:00:00sudo4 S 0692569240800-4435 wait pts/500:00:00bash0 R 01297169250800-8514- pts/500:00:00ps大家是否真的明白其中PRI列和NI列的具体含义有什么区别？同样的，如果是top命令：Tasks:1587 total,7 running,1570 sleeping,0 stopped,10 zombieCpu(s):13.0%us,6.9%sy,0.0%ni,78.6%id,0.0%wa,0.0%hi,1.5%si,0.0%stMem:132256952k total,107483920k used,24773032k free,2264772k buffersSwap:2101192k total,508k used,2100684k free,88594404k cachedPID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 3001 root 200232m21m4500 S 12.90.00:15.09 python 11541 root 200174562400888 R 7.40.00:00.06top大家是否搞清楚了这其中PR值和NI值的差别？如果没有，那么我们可以首先搞清楚什么是nice值。nice值虽然不是priority，但是它确实可以影响进程的优先级。在英语中，如果我们形容一个人nice，那一般说明这个人的人缘比较好。什么样的人人缘好？往往是谦让、有礼貌的人。比如，你跟一个nice的人一起去吃午饭，点了两个一样的饭，先上了一份后，nice的那位一般都会说：“你先吃你先吃！”，这就是人缘好，这人nice！但是如果另一份上的很晚，那么这位nice的人就要饿着了。这说明什么？越nice的人抢占资源的能力就越差，而越不nice的人抢占能力就越强。这就是nice值大小的含义，nice值越低，说明进程越不nice，抢占cpu的能力就越强，优先级就越高。在原来使用O1调度的Linux上，我们还会把nice值叫做静态优先级，这也基本符合nice值的特点，就是��nice值设定好了之后，除非我们用renice去改它，否则它是不变的。而priority的值在之前内核的O1调度器上表现是会变化的，所以也叫做动态优先级。

优先级和实时进程

简单了解nice值的概念之后，我们再来看看什么是priority值，就是ps命令中看到的PRI值或者top命令中看到的PR值。本文为了区分这些概念，以后统一用nice值表示NI值，或者叫做静态优先级，也就是用nice和renice命令来调整的优先级；而使用priority值表示PRI和PR值，或者叫动态优先级。我们也统一将“优先级”这个词的概念规定为表示priority值的意思。在内核中，进程优先级的取值范围是通过一个宏定义的，这个宏的名称是MAX_PRIO，它的值为140。而这个值又是由另外两个值相加组成的，一个是代表nice值取值范围的NICE_WIDTH宏，另一个是代表实时进程（realtime）优先级范围的MAX_RT_PRIO宏。说白了就是，Linux实际上实现了140个优先级范围，取值范围是从0-139，这个值越小，优先级越高。nice值的-20到19，映射到实际的优先级范围是100-139。新产生进程的默认优先级被定义为：#define DEFAULT_PRIO (MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH /2)实际上对应的就是nice值的0。正常情况下，任何一个进程的优先级都是这个值，即使我们通过nice和renice命令调整了进程的优先级，它的取值范围也不会超出100-139的范围，除非这个进程是一个实时进程，那么它的优先级取值才会变成0-99这个范围中的一个。这里隐含了一个信息，就是说当前的Linux是一种已经支持实时进程的操作系统。什么是实时操作系统，我们就不再这里详细解释其含义以及在工业领域的应用了，有兴趣的可以参考一下实时操作系统的维基百科。简单来说，实时操作系统需要保证相关的实时进程在较短的时间内响应，不会有较长的延时，并且要求最小的中断延时和进程切换延时。对于这样的需求，一般的进程调度算法，无论是O1还是CFS都是无法满足的，所以内核在设计的时候，将实时进程单独映射了100个优先级，这些优先级都要高与正常进程的优先级（nice值），而实时进程的调度算法也不同，它们采用更简单的调度算法来减少调度开销。总的来说，Linux系统中运行的进程可以分成两类：实时进程非实时进程它们的主要区别就是通过优先级来区分的。所有优先级值在0-99范围内的，都是实时进程，所以这个优先级范围也可以叫做实时进程优先级，而100-139范围内的是非实时进程。在系统中可以使用chrt命令来查看、设置一个进程的实时优先级状态。我们可以先来看一下chrt命令的使用：[root@zorrozou-pc0 zorro]# chrtShowor change the real-time scheduling attributes of a process.Set policy:chrt [options]<priority><command>[<arg>...]chrt [options]-p <priority><pid>Get policy:chrt [options]-p <pid>Policy options:-b,--batch set policy to SCHED_OTHER-f,--fifo set policy to SCHED_FIFO-i,--idle set policy to SCHED_IDLE-o,--other set policy to SCHED_OTHER-r,--rr set policy to SCHED_RR (default)Scheduling flag:-R,--reset-on-fork set SCHED_RESET_ON_FORK for FIFO or RROther options:-a,--all-tasks operate on all the tasks (threads)for a given pid-m,--max show min and max valid priorities-p,--pid operate on existing given pid-v,--verbose display status information-h,--help display this help andexit-V,--version output version information andexitFormore details see chrt(1).