Linux操作系统是一款开源的操作系统，广泛利用于服务器和嵌入式装备中。在Linux系统中，进程调度是实现多任务系统的重要机制之一。本文将深入探讨Linux进程调度的原理，和如何进行调优和性能优化。

Linux进程调度采取的是时间片轮转算法。每一个进程被分配一个时间片，当时间片用完后，进程被挂起，进入就绪队列，等待下一次调度。如果进程的优先级比其他就绪进程高，那末它将被优先调度。

Linux进程调度的主要组成部份包括进程调度器、进程控制块、进程状态和进程队列。进程调度器负责管理进程的调度，根据进程的优先级和时间片来肯定下一个被履行的进程。进程控制块是进程的数据结构，包括了进程的状态、优先级、时间片等信息。进程状态分为就绪状态、运行状态和阻塞状态。就绪状态的进程在等待CPU资源，运行状态的进程正在履行，阻塞状态的进程被挂起，等待某些事件的产生。进程队列是依照优先级来排列的，优先级高的进程排在队列的前面，优先级低的进程排在队列的后面。

Linux进程调度算法采取的是时间片轮转算法。每一个进程被分配一个时间片，当时间片用完后，进程被挂起，进入就绪队列，等待下一次调度。如果进程的优先级比其他就绪进程高，那末它将被优先调度。

时间片轮转算法的优点是简单、公平，适用于多任务场景。但是该算法也存在一些缺点，如容易产生上下文切换开消，致使系统性能降落。

为了不时间片轮转算法的缺点，Linux内核还实现了其他的进程调度算法，如完全公平调度算法、实时调度算法等。完全公平调度算法采取的是红黑树作为进程队列，保证每一个进程都能取得公平的CPU时间。实时调度算法则是为实时任务提供特别的服务。

在实际利用中，我们需要对Linux进程调度进行调优，以提高系统的性能和可靠性。下面介绍几种常见的调优方法。

1. 修改进程优先级

Linux进程的优先级范围是⑵0~19，数值越小表示优先级越高。通过修改进程的优先级，可让重要的进程取得更多的CPU时间，提高系统的性能和可靠性。可以将Web服务器的优先级设置为最高，以确保Web服务的响应速度。

2. 调剂时间片大小

时间片大小决定了进程调度的粒度，时间片越小，进程调度的次数越多，系统的性能越好。但是时间片太小也会致使上下文切换的开消增加，下降系统的性能。我们需要根据实际情况调剂时间片的大小，以到达最好的性能。

3. 优化进程调度算法

Linux内核提供了多种进程调度算法，我们可以根据实际情况选择最合适的进程调度算法。对需要保证公平性的场景，可以选择完全公平调度算法，对实时任务，可以选择实时调度算法。

4. 避免进程饥饿

如果一个进程的优先级一直比其他进程低，那末它可能永久得不到CPU时间，致使进程饥饿。为了不进程饥饿，我们需要定期检查进程的优先级，如果有进程优先级太低，应当及时调剂优先级，以确保每一个进程都能取得足够的CPU时间。

Linux进程调度的性能优化是指通过优化进程调度算法、减少上下文切换等手段，提高系统的性能。下面介绍几种常见的性能优化方法。

1. 减少上下文切换

上下文切换是指CPU从一个进程切换到另外一个进程的进程。上下文切换会带来一定的开消，下降系统的性能。我们需要尽量减少上下文切换的次数。可以通过减少进程调度的次数、合并进程等手段来减少上下文切换的开消。

2. 优化进程调度算法

进程调度算法是影响系统性能的重要因素之一。我们可以通过优化进程调度算法，减少上下文切换的次数，提高系统的性能。可以采取完全公平调度算法、实时调度算法等优化算法来提高系统性能。

3. 并行化处理

并行化处理是指将一个任务分成多个子任务，并行处理，以提高处理效力。在Linux系统中，我们可以通过量线程、多进程等方式来实现并行化处理，提高系统的性能。

4. 优化硬件资源

硬件资源是影响系统性能的重要因素之一。我们可以通过升级CPU、增加内存等方式来优化硬件资源，提高系统的性能。

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