【Linux庖丁解牛】—进程优先级！

1.概念

进程优先级是进程得到cpu资源的先后顺序。

为什么要有进程优先级呢？
目标资源稀缺导致要通过优先级确认谁先谁后的问题。

优先级VS权限

优先级：可以得到某种资源，先后问题。

权限：能否得到某种资源的问题。

性质：

。进程的优先级本质上也是一种数字(int类型)，在task_struct中。

。进程优先级值越高，优先级越低，值越低，优先级越高。

。目前我们接触到的操作系统大多都是基于时间片的分时操作系统。

时间片我们可以理解为每个进程在cup中运行一次的规定时间，无论该进程的代码和数据是否执行完毕，该进程都会从cup中剥离下来等待下一次被调度。【至于操作系统是如何完成的，下面会详细说到】

那为什么会有时间片这种规定呢？

为了考虑公平性，优先级的差别不能太大，优先级未来可能会发生改变，但变化差别不能太大。时间片的存在就是为了让所有的进程都有机会被执行调度【在后面我们说Linux内核中的O(1)调度算法时我们可以更深刻的理解时间片的作用】！

。查看进程优先级

 ps al | head -1 && ps -al | grep process

简单写了下面一个程序测试一下。 

上面查看的有一些错位，这里把截图手动调整一下。 

 在讲进程优先级之前，这里先补充一个小知识点：UID【user ID】

在Linux中我们可以用一下命令查看用户ID

ll -ln

上面的user2是给用户看的，而下面的一串数字是给从操作系统看的。当我们创建一个文件时，文件属性中就会记录是谁创建的它，并保存到UID中，进程也是如此。

小知识点：系统怎么知道我访问文件的时候，是拥有者？所属组？other？

我们访问文件的时候本质上其实是用我们的进程去访问文件，系统首先会用进程的UID和文件的拥有者比较，如果相同，那我就是拥有者，不相同，那我再用进程的UID和文件的所属组比较【相同则是所属组，否则是other】。 

2.PRI和NI 

PRI：进程的优先级，默认：80/20->(版本不同，也可能会有所变化)

NI(nice值)：进程优先级的修正数据。

进程真实的优先级=PRI(默认)+NI

所以我们可以通过更改nice值来修改进程的优先级，但我们一般不建议随便修改进程的优先级，因为如果我们频繁的修改进程的优先级会破坏系统的调度平衡。

top命令修改优先级

输入top命令按下回车

再输入r(renice)

接着输入我们要修改进程的pid后回车，这里我创建了一个进程pid为1845365

最后我们再修改nice值即可，这里我就先把nice值修改为10

修改成功后，我们再查看该进程的优先级，发现PRI变成了30(这里默认的优先级是20)，并且NI值变为了10。

 这里我们再把NI值修改成-10（这里在user2用户中已经不让修改了，所以我们在root用户中修改）

按照惯性思维，这里调整为-10后，PIR应该为30-10=20，但事实却并不如此。这也说明了，PIR的默认值是永远不变的。而操作系统这样设计的目的是为了让我们方便操作，当我们要修改一个进程的优先级时，我们不必查看该进程的历史优先级，直接在默认优先级的基础上修改即可！

其他修改进程优先级的方法：nice，renice(命令)，getpriority(系统调用)

3.优先级的极值问题

。修改nice值为-100，发现PRI=0，NI=-20

。修改nice值为100，发现PRI=39，NI=19 

。所以NI的范围【-20,19】

。PRI的范围     【0,39】

所以Linux中进程的优先级总共有40个，而操作系统为什么不敢把优先级设置多一点呢，原因也很简单：为了确保进程获得cpu资源的相对公平性，如果有用户恶意将自己的进程优先级每次都设为最高，那就会有优先级低的进程始终得不到资源进而导致进程饥饿。

最后，这里其实还有一个问题，为什么要设有nice值呢，我们直接修改PIR不好吗？这里现在还说不清楚，和进程的切换和调度有关，后面在说Linux内核中的真实调度算法时会说清楚啦！