[科普中国]-调度器等待队列

简介

调度在计算机中是分配工作所需资源的方法。进行调度工作的程序叫做调度器。调度器通常的实现使得所有计算资源都处于忙碌状态（在负载均衡中），允许多位用户有效地同时共享系统资源，或达到指定的服务质量。调度器等待队列即等待调度器去调度运行的进程队列或任务队列。根据任务的类型不同，把调度分为长程调度（高级调度）、中程调度（中级调度）和短程（低级调度）调度1，相应的可以得到长期调度器、中期调度器和短期调度器这三种调度器。调度器等待队列类型与调度器的类型有关。

等待队列等待队列，是指linux系统中进程所组成的队列，就是需要其他事件的发生才会自己本身被唤醒的进程，也就是说这些进程本身是在等待其他某些进程为他 们提供进程发生的条件。他们是属于消费者的，但是现在他们要消耗的东西还没有产生，这些就是处于等待状态的进程，组成了等待队列。等待队列很容易使用， 尽管它的设计很是微妙， 但不需要知道它的内部细节。2

调度器类型长期调度器长期调度器，决定了任务或进程是否会被就绪队列（内存中）所接纳。当一个运行程序的尝试被做出后，长期调度器或允许，或是延迟将它作为当前执行的一个进程。因此，这种调度器掌控着能在系统上运行的进程。调度器同时还决定并发的程度：同时执行程序的多少，在I/O密集型和CPU密集型进程之前做出划分。

通常，大多数进程可以分为I/O密集型和CPU密集型。I/O密集型程序将大多数时间都花在了I/O操作而不是运算上，而CPU密集型程序正好相反，将大多数时间花在了运算上，而很少产生I/O操作。选出一个I/O密集型和CPU密集型程序的良好组合，对于长期调度器是非常重要的。否则，假如所有的程序都是CPU密集型的，那么I/O队列将会几乎永远都是空的，这样就会导致一些设备从来没被人用过，系统资源分配就是不均衡的。显然，性能极佳的系统必然是CPU密集型和I/O密集型程序的组合。在现代操作系统中，这被用来保证实时进程能获得足够的CPU时间来完成任务。

长期调度对大型系统，例如批处理系统、计算机集群、超级计算机和渲染场来说同样重要。例如，在并发系统中，为了避免交互的多个进程，把时间都花在等待对方而产生阻塞，通常是需要进行协同调度的。在这种情况下，处理操作系统底层的调度器之外，还需要符合要求的额外调度程序来实现必要的功能。

中期调度器中期调度器临时将进程从内存中去除，放入第二储存设备（如硬盘）中，或亦而反之。这通常被称为“换出”和“换入”（同时也被错误叫做“分页入”和“分页出”）。中期调度器可能会将那些一直不活跃的进程，优先级低的进程，频繁产生页错误的进程，或者占用大量内存的进程放入交换区，为其它程序释放内存。当系统内存充足时，或者程序不再处于阻塞状态时，调度器又会将内存重新放入内存中。

短期调度器短期调度器（也就是CPU调度器）决定了在一个时钟中断、I/O中断、系统调用其它种类的信号之后，应该执行（分配CPU）给哪些内存中的进程。可见，短期调度器作出决定的频率比长期或中期调度器更加频繁 —— 每隔一段非常短的固定时间，调度器就将做出一次决定。这种调度器可以是抢占式的，能够强行把一个在CPU运行中的程序中断，然后分配给其它进程；也可以是非抢占式的，这类调度器无法强行把进程从CPU上中断。