實時和非實時調度策略測試總結

創建兩個線程，用不同的實時調度（SCHED_FIFO，SCHED_RR）和非實時調度（SCHED_OTHER）策略，總結如下:

• 用root身份運行，才能設置實時調度策略。否則，
  • 創建默認線程后，調用pthread_setschedparam()設置實時調用策略失敗。
  • 創建帶實時調度策略的attr參數的線程無法運行。
• 同為實時調度線程，不論是SCHED_RR還是SCHED_FIFO，高優先級線程都能對低優先級線程實施搶占，且在主動放棄CPU之前不會釋放占用。
• 相同優先級的實時調度線程，
  • 如果同為SCHED_RR線程，線程之間分享時間片，輪轉運行。
  • 如果同為SCHED_FIFO線程，其中之一（誰先運行）會一直運行直到到其主動釋放占用CPU，另一個才會執行。即同優先級不會分享時間片。
  • 如果兩個分別為SCHED_RR，SCHED_FIFO線程，SCHED_RR線程會分享時間片，即時間片用完后會放棄占用CPU，被SCHED_FIFO線程占用。但SCHED_FIFO線程占用后不會和SCHED_RR線程分享時間片，會一直運行到其主動釋放占用后，SCHED_RR線程才會再次執行。
• 兩個線程一個為實時調用線程，一個為非實時調用線程，實時線程不論是何優先級（>0），何種調度方式，都能對非實時線程實施搶占，且不會對非實時線程共享時間片。
• 同為非實時調度線程，setpriority()（root才能設置）設置其nice值（-20～19，越小優先級越高），影響調度器分配的時間片。nice為19時，當有其他更高優先級nice的線程在運行時，系統給nice19的線程分配的時間片相當少，甚至沒有。
• 實時線程並且優先級為最高99時，系統會顯示（top，ps命令等）該線程為rt。
• 綁定CPU對線程效率（不論是實時還是非實時調度線程）有提高，因為線程在不同核心上切換有消耗。

 

#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define __USE_GNU
#include <pthread.h>
#include <sched.h>

long long a = 0;
long long b = 0;

int attach_cpu(int cpu_index)
{
    int cpu_num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
    if (cpu_index < 0 || cpu_index >= cpu_num) {
        printf("cpu index ERROR!\n");
        return -1;
    }
    
    cpu_set_t mask;
    CPU_ZERO(&mask);
    CPU_SET(cpu_index, &mask);
    
    if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) {
        printf("set affinity np ERROR!\n");
        return -1;
    }
    
    return 0;
}


void *thread1(void *param)
{
    printf("t1 tid %d\n", gettid());
    /*if (setpriority(PRIO_PROCESS, 0, 19) != 0)
    {
        printf("setpriority failed!\n");
    }*/
    attach_cpu(0);
    
    long long i;
    for (i = 0; i < 10000000000; i++)
    {
        a++;
    }
}

void *thread2(void *param)
{
    printf("t2 tid %d\n", gettid());
    if (setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -20) != 0)
    {
        printf("setpriority failed!\n");
    }
    attach_cpu(0);
    long long i;
    for (i = 0; i < 10000000000; i++)
    {
        b++;
    }
}


//#define C_SET

int main()
{
    pthread_t t1;
    pthread_t t2;

#ifdef C_SET
    pthread_attr_t attr;
#else
    int policy;
#endif
    struct sched_param param;

#ifdef C_SET
    if (pthread_attr_init(&attr) != 0) {
        printf("pthread_attr_init failed!\n");
        return -1;
    }
    if (pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED) != 0) {
        printf("pthread_attr_setinheritsched failed!\n");
    }
    if (pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_FIFO) != 0) {
        printf("pthread_attr_setschedpolicy failed!\n");
    }
    param.sched_priority = 10;
    if (pthread_attr_setschedparam(&attr, &param) != 0) {
        printf("pthread_attr_setschedparam failed!\n");
    }
    
    if (pthread_create(&t1, &attr, thread1, NULL) != 0)
#else
    if (pthread_create(&t1, NULL, thread1, NULL) != 0)
#endif
    {
        printf("create t1 failed!\n");
        return -1;
    }

#ifndef C_SET
    param.sched_priority = 1;
    policy = SCHED_FIFO;
    if (pthread_setschedparam(t1, policy, &param) != 0) {
        printf("set t1 sched param failed!\n");
    }
#endif

    sleep(1);

#ifdef C_SET
    param.sched_priority = 10;
    if (pthread_attr_setschedparam(&attr, &param) != 0) {
        printf("pthread_attr_setschedparam failed!\n");
    }
    if (pthread_create(&t2, &attr, thread2, NULL) != 0)
#else
    if (pthread_create(&t2, NULL, thread2, NULL) != 0)
#endif
    {
        printf("create t2 failed!\n");
        return -1;
    }

#ifndef C_SET
    param.sched_priority = 99;
    policy = SCHED_FIFO;
/*    if (pthread_setschedparam(t2, policy, &param) != 0) {
        printf("set t2 sched param failed!\n");
    }*/
#endif

    while (a != 10000000000 || b != 10000000000)
    {
        printf("a=%lld, b=%lld\n", a, b);
        sleep(1);
    }
    printf("a=%lld, b=%lld\n", a, b);

    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);

    return 0;
}

以上是在x86的ubuntu系統的測試結果，在Android上的測試結果類似，因為都是linux內核。在Android上沒有pthread_setaffinity_np()，需要用syscall系統調用。

syscall(__NR_sched_setaffinity, gettid(), sizeof(mask), &mask);

 參考：

https://blog.csdn.net/maray/article/details/2900689

https://www.cnblogs.com/wanpengcoder/p/11767185.html

http://man7.org/linux/man-pages/man7/sched.7.html