linux的进程调度发生在什么情况下

Linux 进程调度（Process Scheduling）会在多种情况下触发，主要由内核的调度器（如CFS、O(1)调度器等）根据策略和事件决定。以下是触发调度的典型场景：

1. 主动调度（Voluntary）

• 系统调用显式让出CPU
  进程通过系统调用（如 sched_yield()、nanosleep()）主动放弃CPU。
• 阻塞操作
  当进程因I/O、锁、信号量等资源不可用而阻塞时，内核会将其移出运行队列，触发调度。

2. 被动调度（Involuntary）

• 时间片耗尽（Time Slice Expired）
  Linux 的 CFS 调度器通过虚拟时间（vruntime）公平分配CPU。当进程耗尽其时间片（由 sched_latency_ns 和 sched_min_granularity_ns 控制），会被重新排队，调度新进程。
• 更高优先级进程就绪
  实时进程（RT Priority）或更高优先级的普通进程（Nice值更低）进入可运行状态时，可能抢占当前进程。

3. 中断和异常

• 硬件中断
  例如网卡收到数据包、磁盘I/O完成时，中断处理程序执行后可能唤醒等待该事件的进程，触发调度。
• 时钟中断（Tick）
  内核周期性时钟中断（如 CONFIG_HZ=1000 时每秒1000次）检查是否需要调度（通过 scheduler_tick() 更新进程状态和时间片）。

4. 进程状态变化

• 进程创建/终止
  fork()、exit() 等操作会修改任务队列，触发调度。
• 进程唤醒（Wake Up）
  等待中的进程被唤醒（如 wake_up()），若其优先级高于当前进程，可能触发抢占。

5. 显式抢占（Explicit Preemption）

• 内核抢占（Kernel Preemption）
  配置 CONFIG_PREEMPT 时，内核代码（除关键区域）可被高优先级进程抢占。
• 用户态抢占（User Preemption）
  从内核态（系统调用、中断）返回用户态前，检查是否需要调度。

6. 其他特殊情况

• CPU负载均衡
  多核系统中，调度器可能将进程迁移到空闲CPU，触发调度。
• cgroup 限制
  进程超出其所属Cgroup的CPU配额时会被限制。

调度触发的底层机制

• 调用 schedule() 函数
  上述所有场景最终通过调用内核的 schedule() 函数完成实际切换。
• 抢占标记（TIF_NEED_RESCHED）
  内核通过设置当前线程的 need_resched 标志，在安全点时触发调度。

观察调度行为

• 工具
  使用 perf sched、ftrace 或 /proc/<pid>/schedstat 跟踪调度事件。
• 日志
  内核启动参数添加 sched_debug 可查看详细调度信息。

通过理解这些触发条件，可以更好地优化进程优先级（Nice/RT）、减少阻塞、或调整调度策略（如 chrt 修改实时策略）。