基于多核系統(tǒng)的線程調(diào)度.pdf

1、微處理器自誕生以來(lái)，性能的提升主要是通過(guò)提高主頻來(lái)實(shí)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(lái)的散熱問(wèn)題也日益凸顯。當(dāng)處理器性能受到半導(dǎo)體工藝限制的時(shí)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(shì)，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(shí)也對(duì)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(jiǎn)要介紹

2、了進(jìn)程、線程和多線程以及在單處理器調(diào)度的基本理論知識(shí)。介紹了多核處理器硬件相關(guān)的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)，包括同時(shí)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(xì)研究了Linux2.6內(nèi)核的O(l)調(diào)度算法及其具體實(shí)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(duì)列被分成活動(dòng)隊(duì)列和過(guò)期隊(duì)列，結(jié)合bitmap口不必遍歷整個(gè)就緒隊(duì)列，查找next進(jìn)程的時(shí)間復(fù)雜度降為O(1)，進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間片的重新分配更及時(shí)；動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)的計(jì)算過(guò)程更簡(jiǎn)單。詳細(xì)分析了在Linux中的SMP的具體實(shí)現(xiàn)，著重討論了Linux負(fù)載均衡系統(tǒng)。然后指出了Linux2.6調(diào)度算法的不足：1.因?yàn)樵谔幚砥鏖g遷移不同進(jìn)程的代價(jià)是不盡相同的，所以在遷移進(jìn)程的時(shí)候，應(yīng)該適當(dāng)考慮進(jìn)程的特點(diǎn)。2.調(diào)度器給處

4、理器分配進(jìn)程的時(shí)候應(yīng)該考慮進(jìn)程的相關(guān)性。3.當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)載不平衡且很輕微的時(shí)候，不一定需要平衡負(fù)載。 最后，提出一種負(fù)載均衡的通用模型，使用四元組來(lái)表示。然后根據(jù)該模型的各個(gè)因子對(duì)Linux的負(fù)載均衡系統(tǒng)進(jìn)行剖析，著重分析了Linux的負(fù)載評(píng)價(jià)因子L和調(diào)度策略因子S。針對(duì)Linux調(diào)度器不考慮進(jìn)程遷移代價(jià)的不足提出了基于資源利用率的負(fù)載均衡算法，通過(guò)計(jì)算進(jìn)程的CPU利用率和內(nèi)存利用率來(lái)選擇遷移進(jìn)程，然后通過(guò)統(tǒng)計(jì)系