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    2021-03-10 13:27:12
    cfs1
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  • PHP CFS 仿ASP CFS

    2011-12-25 20:19:17
    主函数,CFS加密; * CfsCode($word) string $word 辅助函数,转换为16进制输出; * utf8_unicode($c) string $c 辅助函数,模拟ASP ASC函数返回一个ANII码; * @return string ; * @example * $cfsmd5 = new ...
  • 总的来说O(1)调度器的出现是为了解决O(n)调度器不能解决的问题,而O(1)调度器在Linux2.4内核的在服务器的变形是可行的,但是Linux2.4以后随着移动设备的逐渐普遍,面临的卡顿问题逐渐明晰,这才导致后来的CFS调度器...

    前面我们分享了O(n)和O(1)调度器的实现原理,同时也了解了各个调度器的缺陷和面临的问题。总的来说O(1)调度器的出现是为了解决O(n)调度器不能解决的问题,而O(1)调度器在Linux2.4内核的在服务器的变形是可行的,但是Linux2.4以后随着移动设备的逐渐普遍,面临的卡顿问题逐渐明晰,这才导致后来的CFS调度器的出现。

     

    本节我们重点来关注下CFS调度器实现,在学习CFS代码之前,我们先看CFS的实现原理,搞清楚它的来龙去脉,以及为啥CFS调度器需要这样设计,基本就可以掌握CFS调度器了。

     

    CFS引入

    完全公平调度器(CFS)最早是在2017年merged进Linux2.6.23版本中的,一直到现在都是系统中默认的调度器。内核文章中的sched-design-CFS.txt文档对CFS调度器有一个简单的介绍。

    80% of CFS's design can be summed up in a single sentence: CFS basically models
    an "ideal, precise multi-tasking CPU" on real hardware.

    这句话的意思是CFS的80%的设计总结起来就一句话“在一个真实的硬件上,实现公平,精确的多任务CPU”

    "理想的,精确的,多任务CPU"这句话是啥意思呢? 到底怎么理解呢?我们来通过例子做下解释

    "Ideal multi-tasking CPU" is a (non-existent  :-)) CPU that has 100% physical power and which can run each task at precise equal speed, in parallel, each at 1/nr_running speed.  For example: if there are 2 tasks running, then it runs
    each at 50% physical power --- i.e., actually in parallel.

    内核文档是这样说的。"理想的,多任务CPU"是在同一时刻每个任务以1/nr_running_speed来运行,也就是同一时刻每个进程瓜分CPU的时间是相同的。例如如果有两个进程运行的话,每个进程占有50%的CPU时间。

    举一个例子:

    两个批处理进程,总共只能运行10ms。

    实际情况:每个进程运行5ms,占有100%的CPU利用率

    理想情况:每个进程运行10ms,占有50%的CPU利用率。

    而所谓的理想情况就是CFS提到的"Ideal multi-tasking CPU"

    上述的例子在一个单核CPU,只有一个处理核心的CPU上是完全不可能的,因为同一时刻只能运行一个进程,另外一个进程必须等待。而CFS就是为了的达到完全公平调度,它应该怎么做呢?

     

    如何才能实现完全公平调度

    在O(n)调度器和O(1)调度器中,我们知道都是通过优先级来分配对应的timeslice,也就是时间片。而这些时间片都是固定的。比如在O(n)调度器中nice0对应的时间片是60ms。而在CFS调度器中,不再有时间片的概念。而是根据当前系统中可运行进程的总数来计算出进程的可运行时间的。

    在O(n)调度器和O(1)调度器中,普通进程都是通过nice值来获取对应时间片,nice值越大获取的时间片就越多,运行机会就越多。而在CFS调度器中引入了权重weight的概念,通过nice值转化为对应的权重,优先级越高的进程对应的权重就越大,意味着就可以获得更多的CPU时间。

                                       则进程占用CPU的时间 = 占用CPU的时间 = 进程的权重 / 可运行进程的总权重 进程的weight / 总的可运行进程weight

    CFS是让进程通过运行一段时间来达到公平,进程占用的时间就是进程的weight占总的可运行进程的总权重的比值。

    举例:总共10ms的时间,单核cpu

    • 进程的优先级相同:

    如果两个进程的优先级相同,则对应的权重相同,则每个进程占用5ms的CPU时间;如果有5个进程,每个进程占用2ms的CPU时间;如果共10个进程,每个进程占用1ms的CPU时间。

    • 进程的优先级不同:

    如果两个进程的优先级不同,比如A进程nice是0,B的nice值1,则A进程的优先级就高,weight就越大,对应B的优先级小,weight也小于A。假设A的权重是6,B的权重是4。则A占2/3的CPU时间,B占1/3的CPU时间。

    这样一来就达到了公平性,每个进程在各子拥有的权重比例下,占用不同份额的CPU时间。

    再结合生活举一例:

    公司发年终奖,一般来说一个部门的总包(CPU时间)是固定的。而为了公平老板不会给每个人发同样的奖金的,这样反而不公平了。而是通过平时在公司的表现,工作的认真态度之类(进程的weight)来衡量,比如张XX很辛苦,经常加班,进程出差,年终奖(进程占用CPU的时间)就多发。刘XX经常迟到,下班就没人了,年终奖(进程占用CPU的时间)少发。这样就显得公平。

     

    CFS调度器是如何选择进程的

    CFS的目标是让各个进程在一段时间内实现公平,也就是根据进程的权重来瓜分CPU的时间。权重越大则瓜分的CPU时间就越多,分配的CPU时间多就等同于有更大的机会得到CPU。

    CFS调度是通过进程的虚拟时间vruntime来选择要运行的进程。vruntime的计算公式如下:

    vruntime = (wall_time * NICE0_TO_weight) / weight

    其中,wall_time代表的是进程实际运行的时间,NICE0_TO_Weight代表的是nice值等于0对应的权重,weight就是该进程对应的权重。可以看出vruntime的值其实是实际运行时间乘以nice0对应的weight除以进程的权重。

    /*
     * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
     * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
     * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
     * that remained on nice 0.
     *
     * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
     * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
     * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
     * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
     * the relative distance between them is ~25%.)
     */
    const int sched_prio_to_weight[40] = {
     /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
     /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
     /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
     /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
     /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
     /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
     /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
     /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
    };
    

    此表就是nice值和weight的转换变,此表已经计算好了,在代码中需要计算vruntime的时候,只需要根据nice值查表即可。

    从注释上可以看出,当nice增大一个台阶,将会减少10%的CPU占用时间;当nice值减少一个台阶,将会获得10%的cpu时间。

    从上面计算vruntime的公式可以得出,nice等于0的进程的虚拟时间等于物理时间。当一个进程的weight越大,则对应的进程的vruntime就越小;当一个进程的weight越小,则对应的vruntime就越大。

    CFS每次调度原则是,总是选择vruntime最小的进程来调度,vruntime最小的进程weight越大,优先级越高,则就需要更高的获取CPU的时间。

     

    举例说明:总共6ms的时间,有3个进程,一个进程A的权重是1024,另外一个进程B的权重是335,进程C的权重是3121

    进程A vruntime = (2ms * 1024) / 1024 = 2ms, CPU占用率 = 1024/(1024+335+3121) = 22%

    进程B vruntime = (2ms * 1024) / 335  = 6ms,CPU占用率 = 335/ (1024+335+3121) = 7%

    进程C vruntime = (2ms * 1024) / 3121 = 0.65ms,CPU占用率 = 3121/ (1024+335+3121) = 70%

    可以看出

    1. 各个CPU利用率都是相差50%,因为nice值每增加一个台阶,CPU占用率有10%的差别
    2. 进程的权重越大,分母也就越大,则vruntime则就越小,而在下一次选择进程时则高优先级选择它
    3. nice0=1024权重的进程的虚拟时间和物理时间是一样的
    4. 可以理解权重越大,虚拟时间越小,对应的虚拟时间轴跑的越快
    5. 权重越小,虚拟时间越大,对应的虚拟时间轴跑的越慢

     

    调度周期(sched_period)

    之前说过一个进程占用的CPU时间是根据进程的weight和系统中总的可运行进程的权重的比值。

                        进程占用CPU的时间 = 占用CPU的时间 = 进程的权重 / 可运行进程的总权重 进程的weight / 总的可运行进程weight

    比如两个优先级相同进程,总共10ms的时间,每个进程占用5ms。当系统中可运行的进程数目逐渐增多,则每个进程占用的cpu的时间就会越来越小,趋近于0。这就会导致进程之前频繁的发生上下文切换,CPU的大多数时间是用来处理进程的上下文切换了,导致系统效率下降。

    所以对于此问题再CFS中则引入了调度周期,调度周期的计算通过如下代码

    /*
     * The idea is to set a period in which each task runs once.
     *
     * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
     * this period because otherwise the slices get too small.
     *
     * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
     */
    static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
    {
    	if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
    		return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
    	else
    		return sysctl_sched_latency;
    }
    
    static unsigned int sched_nr_latency = 8;
    unsigned int sysctl_sched_latency			= 6000000ULL;
    unsigned int sysctl_sched_min_granularity			= 750000ULL;

    从注释上看,这个函数的目的是为了让每个进程都可以运行一次。当系统中的进程数目逐渐增大时,则需要增大调度周期。

    当进程的数目小于8时,则调度周期等于调度延迟等于6ms。当系统的进程数目大于8时,则调度器周期等于进程的数目乘以0.75ms。sysctl_sched_min_granularity可以理解为在一个调度周期中一个进程至少保证执行0.75ms。

     

    CFS总结:

    • 在O(n)和O(1)调度器中都是通过nice值来分配固定的时间片,CFS中没有时间片的概念
    • CFS调度器中通过进程的静态优先级来计算进程的权重,进程的权重就代表了此进程需要获取的CPU的时间比例
    • 通过进程的weight和进程的实际运行时间来计算进程的vruntime虚拟时间。
    • 当进程加入到运行队列,调度器会时刻来更新进程的vruntime,来达到公平
    • 调度器每次调度的时候只选择运行队列中虚拟时间最小的进程,当此进程运行一段时间后,vruntime就会变大
    • 这时候就需要调度时候就需要重新选择新的最小vruntime的进程来执行,上次被调度出去的进程则就需要根据vrumtime的值来选择自己在运行队列的位置
    展开全文
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  • cfs-admin-源码

    2021-03-31 16:00:49
    cfs-admin
  • CfS辅助代码

    2013-05-29 14:31:42
    CfS辅助代码
  • cfs PPT讲解

    2015-07-20 18:44:28
    cfs PPT对于加密文件系统做了系统的介绍和理解,挺不错
  • cfs文件系统

    2015-07-20 18:47:02
    CFS为加密文件系统,而不是cluster 文件系统,希望对你有用!
  • cfs, load
  • cfs 调度Server security should be on the top of your priority list when you own a dedicated server. So, to have a better security a third party application such as a secured firewall must be installed...

    cfs 调度

    Server security should be on the top of your priority list when you own a dedicated server. So, to have a better security a third party application such as a secured firewall must be installed on your server. But, before that it is necessary to consider how much can you afford to get a secured firewall for your server.

    当您拥有专用服务器时,服务器安全性应该放在优先级列表的顶部。 因此,为了获得更好的安全性,必须在服务器上安装第三方应用程序,例如安全防火墙。 但是,在此之前,有必要考虑可以负担多少费用来为服务器获得安全的防火墙。

    In such a case, you should opt for a Free Open Source Firewall called as CSF (ConfigServer Security and Firewall). CSF is a firewall which is frequently updated and provides lots of options in order to strengthen your server security from well known attacks.

    在这种情况下,您应该选择称为CSF(ConfigServer安全和防火墙)的免费开源防火墙。 CSF是经常更新的防火墙,并提供许多选项,以增强服务器免受已知攻击的安全性。

    In order to start, restart and flush the CSF rules you need to install it on your server. If you are not sure about the CSF installation, check out the following tutorial:

    为了启动,重新启动并刷新CSF规则,您需要将其安装在服务器上。 如果不确定CSF的安装,请查看以下教程:

    How to Install CSF (ConfigServer Security and Firewall)?

    如何安装CSF(ConfigServer安全和防火墙)?

    Once you have successfully installed the CSF Firewall, you can proceed with the Enable, Restart and Flush process.

    成功安装CSF防火墙后,即可继续启用,重新启动和刷新过程。

    Enabling the CSF – Enter the following command:

    启用CSF –输入以下命令:

    csf -e

    csf -e

    Restarting the CSF – Enter the following command:

    重新启动CSF –输入以下命令:

    csf -r

    csf -r

    Flushing the CSF Rules – Enter the following command:

    刷新CSF规则 –输入以下命令:

    csf -f

    csf -f

     

    翻译自: https://www.eukhost.com/blog/webhosting/how-to-enable-restart-cfs-and-flush-the-cfs-rules/

    cfs 调度

    展开全文
  • CFS调度算法

    2020-10-26 23:27:12
    cfs调度算法简介

    cfs调度算法简介

    展开全文
  • CFS(完全公平调度算法)

    千次阅读 2017-09-28 17:10:58
    CFS

    1.1CFS原理:
    cfs定义了一种新的模型,它给cfs_rq(cfs的run queue)中的每一个进程安排一个虚拟时钟,vruntime。如果一个进程得以执行,随着时间的增长(也就是一个个tick的到来),其vruntime将不断增大。没有得到执行的进程vruntime不变
    而调度器总是选择vruntime跑得最慢的那个进程来执行。这就是所谓的“完全公平”。为了区别不同优先级的进程,优先级高的进程vruntime增长得慢,以至于它可能得到更多的运行机会。
    1.2CFS设计思路
    CFS思路很简单,就是根据各个进程的权重分配运行时间(权重怎么来的后面再说)。
    进程的运行时间计算公式为:
    分配给进程的运行时间 = 调度周期 进程权重 / 所有进程权重之和* (公式1)
    调度周期很好理解,就是将所有处于TASK_RUNNING态进程都调度一遍的时间,差不多相当于O(1)调度算法中运行队列和过期队列切换一次的时间(对O(1)调度算法看得不是很熟,如有错误还望各位大虾指出)。举个例子,比如只有两个进程A, B,权重分别为1和2,调度周期设为30ms,那么分配给A的CPU时间为:30ms * (1/(1+2)) = 10ms;而B的CPU时间为:30ms * (2/(1+2)) = 20ms。那么在这30ms中A将运行10ms,B将运行20ms。公平怎么体现呢?它们的运行时间并不一样阿?
    其实公平是体现在另外一个量上面,叫做virtual runtime(vruntime),它记录着进程已经运行的时间,但是并不是直接记录,而是要根据进程的权重将运行时间放大或者缩小一个比例。
    我们来看下从实际运行时间到vruntime的换算公式
    vruntime = 实际运行时间 * 1024 / 进程权重 。 (公式2)
    为了不把大家搞晕,这里我直接写1024,实际上它等于nice为0的进程的权重,代码中是NICE_0_LOAD。也就是说,所有进程都以nice为0的进程的权重1024作为基准,计算自己的vruntime增加速度。还以上面AB两个进程为例,B的权重是A的2倍,那么B的vruntime增加速度只有A的一半。现在我们把公式2中的实际运行时间用公式1来替换,可以得到这么一个结果:
    vruntime = (调度周期 * 进程权重 / 所有进程总权重) * 1024 / 进程权重 = 调度周期 * 1024 / 所有进程总权重
    看出什么眉目没有?没错,虽然进程的权重不同,但是它们的 vruntime增长速度应该是一样的 ,与权重无关。好,既然所有进程的vruntime增长速度宏观上看应该是同时推进的,
    那么就可以用这个vruntime来选择运行的进程,谁的vruntime值较小就说明它以前占用cpu的时间较短,受到了“不公平”对待,因此下一个运行进程就是它。这样既能公平选择进程,又能保证高优先级进程获得较多的运行时间。这就是CFS的主要思想了。

    或者可以这么理解:CFS的思想就是让每个调度实体(没有组调度的情形下就是进程,以后就说进程了)的vruntime互相追赶,而每个调度实体的vruntime增加速度不同,权重越大的增加的越慢,这样就能获得更多的cpu执行时间。

    再补充一下权重的来源,权重跟进程nice值之间有一一对应的关系,可以通过全局数组prio_to_weight来转换,nice值越大,权重越低。
    1.3 CFS数据结构
    第一个是调度实体sched_entity,它代表一个调度单位,在组调度关闭的时候可以把他等同为进程。每一个task_struct中都有一个sched_entity,进程的vruntime和权重都保存在这个结构中。那么所有的sched_entity怎么组织在一起呢?红黑树。所有的sched_entity以vruntime为key(实际上是以vruntime-min_vruntime为key,是为了防止溢出,反正结果是一样的)插入到红黑树中,同时缓存树的最左侧节点,也就是vruntime最小的节点,这样可以迅速选中vruntime最小的进程。
    注意只有等待CPU的就绪态进程在这棵树上,睡眠进程和正在运行的进程都不在树上。这里写图片描述
    1.4 Vruntime溢出问题
    之前说过红黑树中实际的作为key的不是vruntime而是vruntime-min_vruntime。min_vruntime是当前红黑树中最小的key。这是为什么呢,我们先看看vruntime的类型,是usigned long类型的,再看看key的类型,是signed long类型的,因为进程的虚拟时间是一个递增的正值,因此它不会是负数,但是它有它的上限,就是unsigned long所能表示的最大值,如果溢出了,那么它就会从0开始回滚,如果这样的话,结果会怎样?结果很严重啊,就是说会本末倒置的,比如以下例子,以unsigned char说明问题:

    unsigned char a = 251,b = 254;

    b += 5;//到此判断a和b的大小

    看看上面的例子,b回滚了,导致a远远大于b,其实真正的结果应该是b比a大8,怎么做到真正的结果呢?改为以下:

    unsigned char a = 251,b = 254;

    b += 5;

    signed char c = a - 250,d = b - 250;//到此判断c和d的大小

    结果正确了,要的就是这个效果,可是进程的vruntime怎么用unsigned long类型而不处理溢出问题呢?因为这个vruntime的作用就是推进虚拟时钟,并没有别的用处,它可以不在乎,然而在计算红黑树的key的时候就不能不在乎了,于是减去一个最小的vruntime将所有进程的key围绕在最小vruntime的周围,这样更加容易追踪。运行队列的min_vruntime的作用就是处理溢出问题的。
    1.5 组调度
    关于组调度,详见:《linux组调度浅析 》。简单来说,引入组调度是为了实现做一件事的一组进程与做另一件事的另一组进程的隔离。每件“事情”各自有自己的权重,而不管它需要使用多少进程来完成。在cfs中,task_group和进程是同等对待的,task_group的优先级也由用户来控制(通过cgroup文件cpu.shares)。
    实现上,task_group和进程都被抽象成schedule_entity(调度实体,以下简称se),上面说到的vruntime、load、等这些东西都被封装在se里面。而task_group除了有se之外,还有cfs_rq。属于这个task_group的进程就被装在它的cfs_rq中(“组”不仅是一个被调度的实体,也是一个容器)。组调度引入以后,一系列task_group的cfs_rq组成了一个树型结构。树根是cpu所对应的cfs_rq(也就是root group的cfs_rq)、树的中间节点是各个task_group的cfs_rq、叶子节点是各个进程。
    在一个task_group的两头,是两个不同的世界,就像《盗梦空间》里不同层次的梦境一样。
    这里写图片描述
    以group-1为例,它所对应的se被加入到父组(cpu_rq)的cfs_rq中,接受调度。这个se有自己的load(由对应的cpu.shares文件来配置),不管group-1下面有多少个进程,这个load都是这个值。父组看不到、也不关心group-1下的进程。父组只会根据这个se的load和它执行的时间来更新其vruntime。当group-1被调度器选中后,会继续选择其下面的task-11或task-12来执行。这里又是一套独立的体系,task-11与task-12的vruntime、load、等这些东西只影响它们在group-1的cfs_rq中的调度情况。树型结构中的每一个cfs_rq都是独立完成自己的调度逻辑。不过,从cpu配额上看,task_group的配额会被其子孙层层瓜分。
    例如上图中的task-11,它所在的group-1对应se的load是8,而group-1下两个进程的load是9和3,task-11占其中的3/4。于是,在group-1所对应的cfs_rq内部看,task-11的load是9,而从全局来看,task-11的load是8*3/4=6。而task_group下的进程的时间片也是这样层层瓜分而来的,比如说group-1的cfs_rq下只有两个进程,计算得来的调度延迟是20ms。但是task-11并非占其中的3/4(15ms)。因为group-1的se的load占总额的8/(8+3+5)=1/2,所以task-11的load占总额的1/2*3/4=3/8,时间片是20ms*3/8=7.5ms。
    这样的瓜分有可能使得task_group里面的进程分得很小的时间片,从而导致频繁re-schedule。不过好在这并不影响task_group外面的其他进程,并且也可以尽量让task_group里面的进程在每个调度延迟内都执行一次。
    cfs曾经有过时间片不层层瓜分的实现,比如上图中的task-11,时间片算出来是15ms就是15ms,不用再瓜分了。这样做的好处是不会有频繁的re-schedule。但是task_group里的进程可能会很久才被执行一次。瓜分与不瓜分两种方案的示例如下(还是继续上图的例子,深蓝色代表task-11、浅蓝色是task-12,空白是其他进程):
    这里写图片描述
    两种方案好像很难说清孰优孰劣,貌似cfs也在这两种方案间纠结了好几次。
    在进程用完其时间片之前,有可能它所在的task_group的se先用完了时间片,而被其父组re-schedule掉。这种情况下,当这个task_group的se再一次被其父组选中时,上次得到执行、且尚未用完时间片的那个进程将继续运行,直到它用完时间片。(cfs_rq->last会记录下这个尚未用完时间片的进程。)
    1.6 CFS小结
    CFS还有一个重要特点,即调度粒度小。CFS之前的调度器中,除了进程调用了某些阻塞函数而主动参与调度之外,每个进程都只有在用完了时间片或者属于自己的时间配额之后才被抢占。而CFS则在每次tick都进行检查,如果当前进程不再处于红黑树的左边,就被抢占。在高负载的服务器上,通过调整调度粒度能够获得更好的调度性能。

    转自http://www.cnblogs.com/tianguiyu/articles/6091378.html

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    2021-03-18 09:06:15
    Klems_Multilayer_CFS
  • 文章简述了CFS调度算法。 先说明了什么是CFS算法, 然后详尽分析了CFS源代码。
  • cFS Deployment Guide.pdf

    2019-11-22 22:18:50
    This document describes in detail, the steps needed to setup, build, load, and run the core Flight System (cFS) developed by NASA.
  • 经过前面一系列的文章描述,我们已经对CFS调度器有了一定的认识。那么本篇文章就作为一篇总结和思考。我们就回忆一下CFS调度器的那些事。我们就以问题的形式重新回顾一遍CFS调度器设计的原理。现在开始,我们问题...
  • cfs-s3-example-源码

    2021-05-03 09:05:34
    cfs-example 用于测试和演示CollectionFS软件包的示例应用程序。
  • CFS调度算法 详细解析

    2018-12-02 15:06:48
    详细讲解了CFS调度算法相关代码,包含红黑树,Schedule_tick,task_pick等相关调度、人物选择细节
  • 经通过上一篇文章《CFS调度器-基本原理》,我们可以了解到CFS调度器基本工作原理。本篇文章主要集中在Linux CFS调度器源码解析。 注:文章代码分析基于Linux-4.18.0。
  • linux进程调度CFS策略

    2021-05-30 21:52:47
    linux调度策略分多种,其中最常见的就是CFS(Completely Fair Schedule)调度策略。下面主要介绍一下CFS调度策略的原理及实现流程。
  • linux-cfs-scheduler-01

    2018-08-14 20:27:50
    linux cfs 调度算法01,针对linux4.15内核版本,对理解最新代码非常有帮助

空空如也

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