本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種進程調(diào)度方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，Linux、Unix等操作系統(tǒng)也得到了快速發(fā)展，應用程序?qū)ο到y(tǒng)提出的要求越來越高，在不同場景下對進程的響應速度和調(diào)度的公平性都有不同的要求。

目前，Linux、Unix等操作系統(tǒng)的內(nèi)核對于進程的調(diào)度是根據(jù)進程的優(yōu)先級進行的，即先調(diào)度優(yōu)先級高的進程，優(yōu)先級高的進程任務執(zhí)行完成后，才會調(diào)度優(yōu)先級低的進程。這樣使得優(yōu)先級低的進程總要等待優(yōu)先級高的進程任務執(zhí)行完成后才能運行，執(zhí)行相應任務，進程調(diào)度的公平性和實時性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種進程調(diào)度方法及裝置，以保證高優(yōu)先級進程優(yōu)先調(diào)度的同時，保證低優(yōu)先級進程也得到執(zhí)行的機會，兼顧進程調(diào)度的公平性和實時性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種進程調(diào)度方法，包括：

針對系統(tǒng)內(nèi)的每個進程，根據(jù)該進程對應任務的類型，確定該進程對應的進程組，所述系統(tǒng)包含多個進程組，不同進程組具有不同優(yōu)先級；

在進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程；

針對每個進程組，在要對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，所述在進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程，包括：

在當前進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次將每個進程組確定為目標進程組；

對所述目標進程組中的進程進行調(diào)度；

在所述目標進程組中的進程運行時間達到預設(shè)的所述目標進程組對應的組時間片時，將所述目標進程組中運行的進程停止；

確定所述目標進程組的優(yōu)先級是否最低；

如果否，則對優(yōu)先級低于所述目標進程組的進程組中的進程進行調(diào)度；

如果是，則進行下一進程調(diào)度周期的進程調(diào)度。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，在所述將所述目標進程組中運行的進程停止之后，還包括：

確定被停止的進程的虛擬時間；

根據(jù)進程的虛擬時間，對所述目標進程組中的進程進行排序。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，所述針對每個進程組，在對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程，包括：

針對每個進程組，在對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間的大小，對該進程組中的進程進行排序；

將虛擬時間最小的進程確定為待進行調(diào)度的進程。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，所述虛擬時間為：根據(jù)進程執(zhí)行任務還需要的時間和進程執(zhí)行任務所需總時間的比值確定的。

一種進程調(diào)度裝置，包括：

進程組確定模塊，用于針對系統(tǒng)內(nèi)的每個進程，根據(jù)該進程對應任務的類型，確定該進程對應的進程組，所述系統(tǒng)包含多個進程組，不同進程組具有不同優(yōu)先級；

進程調(diào)度模塊，用于在進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程；

待調(diào)度進程確定模塊，用于針對每個進程組，在要對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，所述進程調(diào)度模塊，具體用于：

在當前進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次將每個進程組確定為目標進程組；

對所述目標進程組中的進程進行調(diào)度；

在所述目標進程組中的進程運行時間達到預設(shè)的所述目標進程組對應的組時間片時，將所述目標進程組中運行的進程停止；

確定所述目標進程組的優(yōu)先級是否最低；

如果否，則對優(yōu)先級低于所述目標進程組的進程組中的進程進行調(diào)度；

如果是，則進行下一進程調(diào)度周期的進程調(diào)度。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，所述進程調(diào)度模塊，還用于：

在所述將所述目標進程組中運行的進程停止之后，確定被停止的進程的虛擬時間；

根據(jù)進程的虛擬時間，對所述目標進程組中的進程進行排序。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，所述待調(diào)度進程確定模塊，具體用于：

針對每個進程組，在對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間的大小，對該進程組中的進程進行排序；

將虛擬時間最小的進程確定為待進行調(diào)度的進程。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，所述虛擬時間為：根據(jù)進程執(zhí)行任務還需要的時間和進程執(zhí)行任務所需總時間的比值確定的。

應用本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案，系統(tǒng)包含多個進程組，不同進程組具有不同的優(yōu)先級，針對系統(tǒng)內(nèi)的每個進程，根據(jù)進程對應任務的類型，確定進程對應的進程組，在進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程，針對每個進程組，在要對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程。這樣，在保證高優(yōu)先級進程優(yōu)先調(diào)度的同時，保證低優(yōu)先級進程也得到執(zhí)行的機會，兼顧進程調(diào)度的公平性和實時性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例中一種進程調(diào)度方法的實施流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例中進程組間調(diào)度示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中進程組內(nèi)調(diào)度示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中一種進程調(diào)度裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖1所示，為本發(fā)明實施例所提供的一種進程調(diào)度方法的實施流程圖，該方法可以包括以下步驟：

S110：針對系統(tǒng)內(nèi)的每個進程，根據(jù)該進程對應任務的類型，確定該進程對應的進程組。

系統(tǒng)包含多個進程組，不同進程組具有不同優(yōu)先級。

在實際應用中，系統(tǒng)內(nèi)的進程是動態(tài)生成、關(guān)閉的過程。不同進程執(zhí)行任務的類型不同，有的進程執(zhí)行的是交互類任務，有的進程執(zhí)行的是IO操作類任務。在本發(fā)明實施例中，可以將系統(tǒng)內(nèi)所有進程劃分為多個進程組，不同進程組具有不同優(yōu)先級。

比如，可以將進程劃分為三個進程組，分別為SCHED_URG進程組、SCHED_NORMAL進程組、SCHED_IDLE進程組。SCHED_URG進程組的優(yōu)先級高于SCHED_NORMAL進程組的優(yōu)先級，SCHED_NORMAL進程組的優(yōu)先級高于SCHED_IDLE進程組的優(yōu)先級。

針對系統(tǒng)內(nèi)的每個進程，可以根據(jù)進程對應任務的類型，確定進程對應的進程組。比如，執(zhí)行交互類任務的進程對應SCHED_URG進程組，執(zhí)行IO操作類任務的進程對應SCHED_NORMAL進程組，執(zhí)行其他類任務的進程對應SCHED_IDLE進程組。

S120：在進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程。

在本發(fā)明實施例中，在進程調(diào)度周期內(nèi)，可以按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程。比如，按照SCHED_URG進程組、SCHED_NORMAL進程組、SCHED_IDLE進程組的順序依次調(diào)度每個進程組中的進程。一個進程調(diào)度周期內(nèi)對進程組進行輪詢調(diào)度，完成對每個進程組中進程的一次調(diào)度。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，步驟S120可以包括以下步驟：

步驟一：在當前進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次將每個進程組確定為目標進程組；

步驟二：對目標進程組中的進程進行調(diào)度；

步驟三：在目標進程組中的進程運行時間達到預設(shè)的目標進程組對應的組時間片時，將目標進程組中運行的進程停止；

步驟四：確定目標進程組的優(yōu)先級是否最低，如果否，則執(zhí)行步驟五，如果是，則執(zhí)行步驟六；

步驟五：對優(yōu)先級低于目標進程組的進程組中的進程進行調(diào)度；

步驟六：進行下一進程調(diào)度周期的進程調(diào)度。

為便于理解，將上述六個步驟結(jié)合起來進行說明。

在當前進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次將每個進程組確定為目標進程組。對目標進程組中的進程進行調(diào)度，被調(diào)度的進程開始運行。

在本發(fā)明實施例中，預先設(shè)定每個進程組對應的組時間片，通過組時間片規(guī)定進程組中的進程的運行時間。比如，設(shè)定SCHED_URG進程組對應的組時間片為Turg、SCHED_NORMAL進程組對應的組時間片為Tnormal、SCHED_IDLE進程組對應的組時間片為Tidle。Turg可以大于Tnormal，Tnormal可以大于Tidle。

在目標進程組中的進程運行時間達到預設(shè)的目標進程組對應的組時間片時，將目標進程組中運行的進程停止。比如，目標進程組對應的組時間片為1秒，在目標進程組中的進程運行時間達到1秒時，將目標進程組中運行的進行停止。

確定目標進程組的優(yōu)先級是否為所有進程組中優(yōu)先級最低的進程組。如果否，則可以對優(yōu)先級低于目標進程組的進程組中的進程進行調(diào)度，如果是，則可以進行下一進程調(diào)度周期的進程調(diào)度。

舉例而言，如圖2所示，SCHED_URG進程組為高優(yōu)先級、SCHED_NORMAL進程組為中優(yōu)先級、SCHED_IDLE進程組為低優(yōu)先級，p11、p23、p3x等表示進程。在一個進程調(diào)度周期內(nèi)，先對SCHED_URG進程組中的進程進行調(diào)度，如調(diào)度進程p1x，在該進程組中的進程運行時間達到Turg時，將該進程組中運行的進程停止；SCHED_URG進程組的優(yōu)先級非最低，進一步，可以對SCHED_NORMAL進程組中的進程進行調(diào)度，如調(diào)度進程p2x，在該進程組中的進程運行時間達到Tnormal時，將該進程組中運行的進程停止；SCHED_NORMAL進程組的優(yōu)先級非最低，進一步，可以對SCHED_IDLE進程組中的進程進行調(diào)度，如調(diào)度進程p3x，在該進程組組中的進程運行時間達到Tidle時，將該進程組中運行的進程停止；因SCHED_IDLE進程組的優(yōu)先級最低，所以，當前進程調(diào)度周期結(jié)束，開始進行下一進程調(diào)度周期的進程調(diào)度。

S130：針對每個進程組，在要對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程。

在本發(fā)明實施例中，引入虛擬時間的概念，每個進程具有相應的虛擬時間。虛擬時間為：根據(jù)進程執(zhí)行任務還需要的時間和進程執(zhí)行任務所需總時間的比值確定的。

每個進程從啟動到設(shè)定的截止時間(deadline)為進程執(zhí)行任務所需總時間，可以表示為Tall。隨著進程的執(zhí)行，進程執(zhí)行任務已用時間不斷增加，還需要的時間減小，還需要的時間可以表示Tneed。

在本發(fā)明實施例中，可以使用優(yōu)先級表征數(shù)值prio對每個進程組內(nèi)部進程進行優(yōu)先級劃分。比如，分別將SCHED_URG進程組、SCHED_NORMAL進程組、SCHED_IDLE進程組劃分10個優(yōu)先級，一共30個優(yōu)先級，從SCHED_URG進程組到SCHED_IDLE進程組的優(yōu)先級依次降低，SCHED_IDLE進程組的優(yōu)先級最低。優(yōu)先級越低，優(yōu)先級表征數(shù)值越大。最高的優(yōu)先級的優(yōu)先級表征數(shù)值為1。

根據(jù)Tall可以定義進程執(zhí)行的步長Tstep＝Tall*prio。根據(jù)進程執(zhí)行任務還需要的時間Tneed可以計算得到進程的虛擬時間Tvirt。在本發(fā)明實施例中，Tvirt＝Tstep/Tneed＝(Tall/Tneed)*prio。

針對每個進程組，在要對該進程組中的進程進行調(diào)度時，可以根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程，確定后，即可對該待進行調(diào)度的進程進行調(diào)度。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，針對每個進程組，在對該進程組中的進程進行調(diào)度時，可以根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間的大小，對該進程組中的進程進行排序，將虛擬時間最小的進程確定為待進行調(diào)度的進程。

通過引入虛擬時間Tvirt，在相同Tneed和Tall的情況下，高優(yōu)先級的進程可以得到優(yōu)先調(diào)度，當高優(yōu)先級進程運行一段時間后，隨著Tneed的減小導致Tvirt增大，當大于低優(yōu)先級進程的Tvirt后，可以讓出CPU給低優(yōu)先級進程運行，從而保證低優(yōu)先級進程也有被調(diào)度的機會。

在本發(fā)明實施例中，將目標進程組中運行的進程停止之后，可以確定被停止的進程的虛擬時間，根據(jù)進程的虛擬時間，可以對目標進程組中的進程進行排序。進程每運行一次后，其所在進程組中的進程都會進行一次排序，保證高優(yōu)先級進程可以優(yōu)先調(diào)度的同時，也可以保證低優(yōu)先級進程得到執(zhí)行的機會，兼顧效率和公平性。具體的，每個進程組內(nèi)所有進程根據(jù)虛擬時間可以形成一個小根堆，堆頂元素為下次待調(diào)度進程。當進程被選為待調(diào)度進程后，至少運行一個組時間片再進行下一次調(diào)度。

如圖3所示，在一個進程組內(nèi)，該進程組中的進程根據(jù)Tvirt組成小根堆，該進程組中的進程執(zhí)行時間達到該進程組的組時間片時，停止，重新計算Tvirt后進行堆調(diào)整，堆頂元素為下次待調(diào)度進程。

應用本發(fā)明實施例所提供的方法，系統(tǒng)包含多個進程組，不同進程組具有不同的優(yōu)先級，針對系統(tǒng)內(nèi)的每個進程，根據(jù)進程對應任務的類型，確定進程對應的進程組，在進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程，針對每個進程組，在要對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程。這樣，在保證高優(yōu)先級進程優(yōu)先調(diào)度的同時，保證低優(yōu)先級進程也得到執(zhí)行的機會，兼顧進程調(diào)度的公平性和實時性。

相應于上面的方法實施例，本發(fā)明實施例還提供了一種進程調(diào)度裝置，下文描述的一種進程調(diào)度裝置與上文描述的一種進程調(diào)度方法可相互對應參照。

參見圖4所示，該裝置包括以下模塊：

進程組確定模塊410，用于針對系統(tǒng)內(nèi)的每個進程，根據(jù)該進程對應任務的類型，確定該進程對應的進程組，系統(tǒng)包含多個進程組，不同進程組具有不同優(yōu)先級；

進程調(diào)度模塊420，用于在進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程；

待調(diào)度進程確定模塊430，用于針對每個進程組，在要對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程。

應用本發(fā)明實施例所提供的裝置，系統(tǒng)包含多個進程組，不同進程組具有不同的優(yōu)先級，針對系統(tǒng)內(nèi)的每個進程，根據(jù)進程對應任務的類型，確定進程對應的進程組，在進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次調(diào)度每個進程組中的進程，針對每個進程組，在要對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間，確定待進行調(diào)度的進程。這樣，在保證高優(yōu)先級進程優(yōu)先調(diào)度的同時，保證低優(yōu)先級進程也得到執(zhí)行的機會，兼顧進程調(diào)度的公平性和實時性。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，進程調(diào)度模塊420，具體用于：

在當前進程調(diào)度周期內(nèi)，按照進程組的優(yōu)先級順序依次將每個進程組確定為目標進程組；

對目標進程組中的進程進行調(diào)度；

在目標進程組中的進程運行時間達到預設(shè)的目標進程組對應的組時間片時，將目標進程組中運行的進程停止；

確定目標進程組的優(yōu)先級是否最低；

如果否，則對優(yōu)先級低于目標進程組的進程組中的進程進行調(diào)度；

如果是，則進行下一進程調(diào)度周期的進程調(diào)度。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，進程調(diào)度模塊420，還用于：

在將目標進程組中運行的進程停止之后，確定被停止的進程的虛擬時間；

根據(jù)進程的虛擬時間，對目標進程組中的進程進行排序。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，待調(diào)度進程確定模塊430，具體用于：

針對每個進程組，在對該進程組中的進程進行調(diào)度時，根據(jù)該進程組中每個進程的虛擬時間的大小，對該進程組中的進程進行排序；

將虛擬時間最小的進程確定為待進行調(diào)度的進程。

在本發(fā)明的一種具體實施方式中，虛擬時間為：根據(jù)進程執(zhí)行任務還需要的時間和進程執(zhí)行任務所需總時間的比值確定的。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

專業(yè)人員還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。

本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的技術(shù)方案及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。