基于多核系統(tǒng)的線程調(diào)度.pdf

1、微處理器自誕生以來，性能的提升主要是通過提高主頻來實現(xiàn)的，而主頻的提升要求大幅度增加晶體管的數(shù)量。巨大的晶體管數(shù)量則意味著巨大的能耗，隨之帶來的散熱問題也日益凸顯。當處理器性能受到半導體工藝限制的時候，研究人員將目光投到了處理器的體系結(jié)構(gòu)，提出了多核處理器的概念。多核處理器已經(jīng)成為微處理器發(fā)展的趨勢，使用多核技術(shù)可以使微處理器的性能得到極大的提高，但同時也對調(diào)度策略提出了更高的要求。 本文首先分析了課題研究的背景和意義，簡要介紹

2、了進程、線程和多線程以及在單處理器調(diào)度的基本理論知識。介紹了多核處理器硬件相關(guān)的主要實現(xiàn)技術(shù)，包括同時多線程(Simultaneous Multithreading，SMT)，片上多處理器(ChipMultiProcessor，CMP)，片上多線程(Chip Multiple Threading，CMT);并分析了目前多核線程調(diào)度的研究現(xiàn)狀。 其次，本文詳細研究了Linux2.6內(nèi)核的O(l)調(diào)度算法及其具體實現(xiàn)。O(1)調(diào)度器

3、中增加了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)runqueue，就緒隊列被分成活動隊列和過期隊列，結(jié)合bitmap口不必遍歷整個就緒隊列，查找next進程的時間復雜度降為O(1)，進程運行時間片的重新分配更及時；動態(tài)優(yōu)先級的計算過程更簡單。詳細分析了在Linux中的SMP的具體實現(xiàn)，著重討論了Linux負載均衡系統(tǒng)。然后指出了Linux2.6調(diào)度算法的不足：1.因為在處理器間遷移不同進程的代價是不盡相同的，所以在遷移進程的時候，應該適當考慮進程的特點。2.調(diào)度器給處

4、理器分配進程的時候應該考慮進程的相關(guān)性。3.當系統(tǒng)的負載不平衡且很輕微的時候，不一定需要平衡負載。 最后，提出一種負載均衡的通用模型，使用四元組來表示。然后根據(jù)該模型的各個因子對Linux的負載均衡系統(tǒng)進行剖析，著重分析了Linux的負載評價因子L和調(diào)度策略因子S。針對Linux調(diào)度器不考慮進程遷移代價的不足提出了基于資源利用率的負載均衡算法，通過計算進程的CPU利用率和內(nèi)存利用率來選擇遷移進程，然后通過統(tǒng)計系