Linux是调度进程还是线程？

Question

在阅读了这个Stack Overflow的问题之后，我有几个疑问，请帮忙理解。

调度涉及决定何时运行进程以及每个量子时间的长度。

1. Linux内核是调度线程还是进程？由于内核中没有区分进程和线程，调度程序会如何处理它们？

2. 如何确定每个线程的量子？ a. 如果为进程确定了一段时间的量子（比如100微秒），那么这个量子是在进程的所有线程之间共享的吗？还是 b. 调度程序决定每个线程的量子？

注意：问题1和2是相关的，可能看起来相同，但只是想澄清工作原理，所以在此都发布了。

- prasannatsm

Answer 1

Linux调度程序（例如3.0及更高版本的Linux内核）正在调度可以调度的任务或简单地说是任务。

任务可能是：

• 单线程进程（例如由fork创建的没有任何线程库的进程）
• 多线程进程中的任何线程（包括其主线程），特别是Posix线程（pthreads）
• 内核任务，它们在内核内部启动并停留在内核空间中（例如kworker，nfsiod，kjournald，kauditd，kswapd等等...）

换句话说，多线程进程中的线程像非线程-即单线程-进程一样进行调度。

底层的clone（2）系统调用创建用户空间可调度的任务（既可以用于创建fork的进程，也可以用于线程库的实现，例如pthread）。除非您是底层线程库实现者，否则不要直接使用clone。

据我所知，对于多线程进程，内核（几乎）不调度进程，而是调度其中的每个单独线程（包括主线程）。

^{实际上，调度中存在一些线程组和亲和性的概念，但我不了解它们}

现在，处理器通常具有多个核心，并且每个核心在运行任务（在某个给定的时刻），因此您可以同时运行多个任务。

CPU时间片分配给任务而不是进程。

- Basile Starynkevitch

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人们说Linux调度进程，而Windows调度线程。这是什么意思呢？根据这个答案，看起来Linux调度任务（可以被视为线程），而Windows也是如此。或者我有什么地方理解错了吗？ - prasannatsm

@prasannatsm：我不了解Linux，但Windows肯定只调度线程。在任何调度操作期间，Windows从具有处理器亲和性的所有正在运行的线程列表中选择“下一个线程”，并切换到它。除执行CR3切换外，调度程序不会查看进程以选择在核心上运行的下一个线程。 - SecurityMatt

Answer 2

NPTL执行POSIX线程规范时，将线程视为内核中的不同进程，具有独特的task_struct（因此也有pid），因此每个线程本身都可调度，因此每个线程都有自己的时间片并像上面提到的那样进行调度。

值得补充的是，目前Linux调度程序还能够调度不仅是单个任务（一个简单的进程），而且调度多个进程或者整个用户(属于一个用户的所有进程)。这允许实现组调度，其中CPU时间首先划分为进程组，然后在这些组中分配给单个线程。

Linux线程不直接操作进程或线程，但使用可调度实体。由struct sched_entity表示。可以说每个进程/线程都是sched_entity，但反之则不一定成立。

要了解详细的进程调度，请参见here。

- Rachit Tayal