Linux 进程调度是操作系统中一个至关重要的部分，负责决定哪个进程可以获得 CPU 的执行时间。其目标是公平地分配 CPU 资源，同时保证系统的响应性和吞吐量。Linux 内核提供了多种调度策略，其中最常见的是 CFS（Completely Fair Scheduler）和实时调度器。以下是对 Linux 进程调度算法原理的详细介绍：
原理：按照进程到达就绪队列的先后顺序选择可以占用处理器的进程。先到达就绪队列的进程将首先获得 CPU 执行权，直到该进程执行完毕或者发生阻塞才会切换到下一个进程。
优点：实现简单，基本公平。 缺点：后来的进程等待 CPU 的时间较长。
原理：对预计执行时间短的进程优先分派处理机。从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。
优点：比 FCFS 改善平均周转时间和平均带权周转时间，缩短作业的等待时间；提高系统的吞吐量。 缺点：对长作业非常不利，长作业的周转时间会明显增长；未能依据作业的紧迫程度来划分执行的优先级；难以准确估计作业的执行时间。
原理：让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成正比例。系统把所有就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时将 CPU 分派给队首进程，让其执行一个时间片。时间片的大小通常为 10~100ms。当进程用完分给它的时间片后，系统的计时器发出时钟中断，调度程序便停止该进程的运行，把它放入就绪队列的末尾；然后，把 CPU 分给就绪队列的队首进程，同样也让它运行一个时间片，如此往复。
优点：实现简单，能够提供较好的响应性能。 缺点：可能导致长作业得不到及时执行。
原理：设置多个就绪队列，并为各个队列赋予不同的优先级。新进程进入内存后，首先将它放入第一队列的末尾，按 FCFS 原则排队等待调度。若按队列一个时间片未能执行完，则降低投入到队列 2 的末尾，同样按 FCFS 原则等待调度执行；如此下去，降低到最后的队列，则按时间片轮转的方式运行。仅当较高优先级的队列为空，才调度较低优先级的队列中的进程执行。
优点：不必事先知道各种进程所需的执行时间，而且还可以满足各种类型进程的需要；动态调节，适应性强。
原理：通过跟踪每个进程的虚拟运行时间（vruntime），并根据这个值来决定下一个要执行的进程。vruntime 越小，进程优先级越高。CFS 使用红黑树等数据结构来组织进程队列，使得每个进程都能在一段时间内获取相等的 CPU 时间。
优点：具有良好的负载均衡性和响应速度；能够适应动态变化的工作负载。 缺点：在某些特定的实时任务场景下可能无法满足性能需求。
原理：专门针对实时任务设计的调度器，在一些对响应速度有极高要求的应用场景下有着重要的作用。Linux 内核中包括了多种实时调度器，如 SCHED_FIFO、SCHED_RR 等。这些调度器将特定任务的响应时间设置为最高的优先级，以确保实时任务能够及时获得 CPU 的执行时间。
优点：确保实时任务能够及时获得 CPU 的执行时间。 缺点：可能会牺牲部分系统的公平性和负载均衡性。
总之，Linux 进程调度算法通过多种策略和机制，实现了对系统资源的有效分配和管理，旨在提供公平性、响应性和吞吐量。不同的调度算法在不同的应用场景中具有各自的优势和适用性。
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