Android与Linux系统中线程/进程优先级设定

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在正文开始之前，我希望大家都能明白这样一个道理：系统运行时，在没有任何干预的情况下，各个进程获得CPU时间片的机会是均等的，也就是说各个进程获得的CPU时间是均等的。但是，有的进程相对于其他的进程会更重要一些，相对来说任务也可能更繁重一些，为了保证这些任务比较重、相对更重要的一些进程，就有了优先级这个概念。通过控制优先级，我们可以保证这些进程可以更多地占用CPU时间片，从而保证这些进程的运行。

实际上在我们的Unix/Linux系统内，是存在进程调度管理这个概念的。在Linux内，所有的进程大体上可以分为两个进程：即实时进程与非实时进程。实时进程其实是在实时操作系统中引申出来的概念，要求进程在较短的时间内响应，不会存在较长延时（中断、进程切换等）。而在Linux系统内，也是有实时进程这样一个概念的。为了表征这些实时进程，Linux内核为这些进程设定了一个优先级，范围为0~99，而非实时进程，其优先级取值范围为100 ~ 139。在我们使用诸如top命令或者ps命令查看进程时，我们会注意到两个值，一个是NI(nice)，一个是PR/PRI（Priority），这两个值其实有一个对应关系，即：Priority=120+NICE

在我们的安卓系统中，我们内核中运行的程序优先级实际上就是在0~99这个优先级范围的。在这之上，是用户态的进程。而用户态的进程，就可以通过修改Nice值来影响其Priority值，进而影响到程序的优先级。其中，NICE值的取值范围是-20 ~ 19。在安卓系统中，修改进程的优先级实际上都是通过修改NICE值来实现的。

在了解以上背景后，我们来了解如何修改进程优先级。

修改Linux进程优先级

实际上在Linux系统内，是不区分进程与线程的。我们创建的线程或者进程，在Linux内都是同样去对待的。

获取当前线程调度设置项：需要#include <pthread.h>与#include <sched.h>两个头文件

int pthread_getschedparam(pthread_t thread, int *policy,struct sched_param *param);

设置当前线程调度设置项：

int pthread_setschedparam(pthread_t thread, int policy,const struct sched_param *param);

关于返回值：如果函数执行成功，返回值为0，反之则表明执行错误。使用strerror(errno)可以知悉具体的错误原因。

参数详解：

pthread_t thread：可以通过pthread_self(void)函数快捷获取pthread_t对象

policy：线程调度策略，大体上分为两类：一类是均衡调度模式，另一类是实时调度模式。

均衡调度模式：policy的取值如下

SCHED_OTHER：一般的Linux系统都是这种策略，标准的循环分时策略，均衡分配时间片

SCHED_BATCH：流处理分时调度策略

SCHED_IDLE：一般用于运行优先级较低的后台运行的任务调度

实时调度模式：会根据系统变化的状态进行调度策略的调整

SCHED_FIFO:先进先出策略，依据线程

SCHED_RR:是SCHED_FIFO的增强版策略，具有更好的实用性

param：指向结构体struct sched_param的指针，struct sched_param的内容如下：

struct sched_param {

int sched_priority; /* Scheduling priority */

};

其中priority意指具体的优先级。在均衡调度模式下，sched_priority的值只能为0值，而在policy为SCHED_FIFO和SCHED_RR时，其值取值范围为1~99，值越大优先级越高。

附上一段代码，了解一下如何使用这两个API:

//Get current thread policy
int policy = SCHED_RR;
sched_param sch_params;
sch_params.sched_priority = 20;
//拷贝构造，drawThread为函数循环体
std::thread drawThreadObj(&EvsRenderManager::drawThread, this);
ALOGI("pthread_setschedparam,policy->%d,priority->%d", policy, sch_params.sched_priority);
pthread_setschedparam(drawThreadObj.native_handle(), policy, &sch_params);
drawThreadObj.detach();
pthread_getschedparam(drawThreadObj.native_handle(), &policy, &sch_params);
//Get current policy corresponding prioriuty,normal range from 1~99
int priority_max = sched_get_priority_max(policy);
//Get current policy corresponding prioriuty,normal range from 1~99
int priority_min = sched_get_priority_min(policy);
ALOGI("drawThread priority is %d,max priority is %d,min priority is %d,policy is %d", sch_params.sched_priority,priority_max, priority_min, policy);

这里需要注意的是，在安卓系统内是没有实现 SCHED_FIFO 与 SCHED_RR 这两个调度策略的，所以在安卓系统内修改进程优先级只能修改用户态的进程，且只能通过修改NICE值来进行修改。