程式的運行順序)

關於程式的運行順序

我們知道 Linux 是多人多工的環境，由 top 的輸出結果我們也發現， 系統同時間有非常多的程式在運行中，只是絕大部分的程式都在休眠 (sleeping) 狀態而已。 想一想，如果所有的程式同時被喚醒，那麼 CPU 應該要先處理那個程式呢？也就是說，那個程式被啟動並執行優先序比較高？ 這就得要考慮到程式的優先運行序 (Priority) 與 CPU 排程羅！

CPU 排程與前一章的例行性工作排程並不一樣。 CPU 排程指的是每支程式被 CPU 啟動並執行演算規則， 而例行性工作排程則是將某支程式安排在某個時間再交由系統運行。 CPU 排程與作業系統較具有相關性！

 

 

Priority 與 Nice 值

 

我們知道 CPU 一秒鐘可以運行多達數 G 的微命令次數，透過核心的 CPU 排程可以讓各程式被 CPU 所切換運行， 因此每個程式在一秒鐘內或多或少都會被 CPU 運行部分的命令碼。如果程式都是集中在一個佇列中等待 CPU 的運行， 而不具有優先順序之分，也就是像我們去遊樂場玩熱門遊戲需要排隊一樣，每個人都是照順序來！ 你玩過一遍後還想再玩 (沒有運行完畢)，請到後面繼續排隊等待。情況有點像底下這樣：

 

中假設 pro1, pro2 是緊急的程式， pro3, pro4 是一般的程式，在這樣的環境中，由於不具有優先順序， 唉啊！pro1, pro2 還是得要繼續等待而沒有優待呢！如果 pro3, pro4 的工作又臭又長！那麼緊急的 pro1, pro2 就得要等待個老半天才能夠完成！真麻煩啊！所以羅，我們想要將程式分優先順序啦！如果優先序較高則運行次數可以較多次， 而不需要與較慢優先的程式搶位置！我們可以將程式的優先順序與 CPU 排程進行如的解釋：

如所示，具高優先權的 pro1, pro2 可以被取用兩次，而較不重要的 pro3, pro4 則運行次數較少。 如此一來 pro1, pro2 就可以較快被完成啦！要注意，僅是，並非較優先者一定會被運行兩次啦！ 為了要達到上述的功能，我們 Linux 給予程式一個所謂的『優先運行序 (priority, PRI)』， 這個 PRI 值越低代表越優先的意思。不過這個 PRI 值是由核心動態調整的， 使用者無法直接調整 PRI 值的。先來瞧瞧 PRI 曾在哪裡出現？

[root@www ~]# ps -lF S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD4 S     0 18625 18623  2  75   0 -  1514 wait   pts/1    00:00:00 bash4 R     0 18653 18625  0  77   0 -  1102 -      pts/1    00:00:00 ps

 

由於 PRI 是核心動態調整的，我們使用者也無權去幹涉 PRI ！那如果你想要調整程式的優先運行序時，就得要透過 Nice 值了！Nice 值就是上表的 NI 啦！一般來說， PRI 與 NI 的相關性如下：

PRI(new) = PRI(old) + nice

不過你要特別留意到，如果原本的 PRI 是 50 ，並不是我們給予一個 nice = 5 ，就會讓 PRI 變成 55 喔！ 因為 PRI 是系統『動態』決定的，所以，雖然 nice 值是可以影響 PRI ，不過， 最終的 PRI 仍是要經過系統分析後才會決定的。另外， nice 值是有正負的喔，而既然 PRI 越小越早被運行， 所以，當 nice 值為負值時，那麼該程式就會降低 PRI 值，亦即會變的較優先被處理。此外，你必須要留意到：

• nice 值可調整的範圍為 -20 ~ 19 ；
• root 可隨意調整自己或他人程式的 Nice 值，且範圍為 -20 ~ 19 ；
• 一般使用者僅可調整自己程式的 Nice 值，且範圍僅為 0 ~ 19 (避免一般使用者搶佔系統資源)；
• 一般使用者僅可將 nice 值越調越高，例如本來 nice 為 5 ，則未來僅能調整到大於 5；

這也就是說，要調整某個程式的優先運行序，就是『調整該程式的 nice 值』啦！那麼如何給予某個程式 nice 值呢？有兩種方式，分別是：

• 一開始運行程式就立即給予一個特定的 nice 值：用 nice 命令；
• 調整某個已經存在的 PID 的 nice 值：用 renice 命令。

 

nice ：新啟動並執行命令即給予新的 nice 值

[root@www ~]# nice [-n 數字] command選項與參數：-n  ：後面接一個數值，數值的範圍 -20 ~ 19。範例一：用 root 給一個 nice 值為 -5 ，用於運行 vi ，並觀察該程式！[root@www ~]# nice -n -5 vi &[1] 18676[root@www ~]# ps -lF S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD4 S     0 18625 18623  0  75   0 -  1514 wait   pts/1    00:00:00 bash4 T     0 18676 18625  0  72  -5 -  1242 finish pts/1    00:00:00 vi4 R     0 18678 18625  0  77   0 -  1101 -      pts/1    00:00:00 ps# 原本的 bash PRI 為 75  ，所以 vi 預設應為 75。不過由於給予 nice  為 -5 ，# 因此 vi 的 PRI 降低了！但並非降低到 70 ，因為核心還會動態調整！[root@www ~]# kill -9 %1 <==測試完畢將 vi 關閉

就如同前面說的， nice 是用來調整程式的運行優先順序！這裡只是一個啟動並執行範例罷了！ 通常什麼時候要將 nice 值調大呢？舉例來說，系統的背景工作中， 某些比較不重要的程式之進行：例如備份工作！由於備份工作相當的耗系統資源， 這個時候就可以將備份的命令之 nice 值調大一些，可以使系統的資源分派的更為公平！

 

renice ：已存在程式的 nice 重新調整

[root@www ~]# renice [number] PID選項與參數：PID ：某個程式的 ID 啊！範例一：找出自己的 bash PID ，並將該 PID 的 nice 調整到 10[root@www ~]# ps -lF S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD4 S     0 18625 18623  0  75   0 -  1514 wait   pts/1    00:00:00 bash4 R     0 18712 18625  0  77   0 -  1102 -      pts/1    00:00:00 ps[root@www ~]# renice 10 1862518625: old priority 0, new priority 10[root@www ~]# ps -lF S   UID   PID  PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD4 S     0 18625 18623  0  85  10 -  1514 wait   pts/1    00:00:00 bash4 R     0 18715 18625  0  87  10 -  1102 -      pts/1    00:00:00 ps

如果要調整的是已經存在的某個程式的話，那麼就得要使用 renice 了。使用的方法很簡單， renice 後面接上數值及 PID 即可。因為後面接的是 PID ，所以你務必要以 ps 或者其他程式觀察的命令去找出 PID 才行啊！

由上面這個範例當中我們也看的出來，雖然修改的是 bash 那個程式，但是該程式所觸發的 ps 命令當中的 nice 也會繼承而為 10 喔！瞭解了吧！整個 nice 值是可以在父程式 --> 子程式之間傳遞的呢！ 另外，除了 renice 之外，其實那個 top 同樣的也是可以調整 nice 值的！

 

轉自 http://vbird.dic.ksu.edu.tw/linux_basic/0440processcontrol_3.php#dmesg