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Linux进程管理与CFS调度机制

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程适用人群 · Linux进程管理与CFS调度在操作…
课程导入学习目标
02
进程基础概念
进程与线程的区别 · 进程的组成（PCB · 地址空间
进程基础概念进程
03
进程描述符task_struct
task_struct结构体关键字段… · 进程标识符（PID/TGID） · 父子进程关系
taskstruct
04
进程创建与终结
fork() · vfork() · clone()系统调用原理
进程创建终结
05
进程切换与上下文切换
上下文切换的步骤 · 硬件上下文与软件上下文 · switch_to宏与__sched…
进程切换上下文切换
06
进程调度概述
调度器的作用 · 调度策略分类（实时 · 普通
进程调度概述调度器的作用
07
CFS设计思想
完全公平调度的核心理念 · 虚拟运行时间（vruntime）概念 · 红黑树（rb-tree）组织就绪队列
CFS设计思想
08
CFS数据结构
sched_entity · cfs_rq · task_group结构体
CFS数据结构
09
CFS调度算法核心
vruntime计算与更新规则 · 调度周期与最小粒度 · nice值与权重映射
CFS调度算法核心
10
CFS调度流程
tick中断处理（scheduler… · check_preempt_tick… · pick_next_task_fai…
CFS调度流程
11
CFS调度类与调度实体
调度类（sched_class）接口 · fair_sched_class实现 · 组调度（group scheduli…
CFS调度类
12
CFS与实时调度策略
SCHED_NORMAL · SCHED_BATCH · SCHED_IDLE策略差异
CFS实时调度策略
13
CFS负载均衡
多核/多CPU环境下的负载均衡 · 调度域（sched_domain）与… · 周期性负载均衡与idle平衡
CFS负载均衡
14
CFS调优参数
sched_min_granular… · sched_latency_ns · sched_wakeup_granu…
CFS调优参数
15
进程优先级与nice值
nice值范围与映射 · 优先级计算（prio · static_prio
nice进程优先级
16
进程调度相关系统调用
sched_setscheduler · sched_setparam · sched_yield
进程调度相关系统…sched
17
CFS与CPU亲和性
sched_setaffinity与… · CPU隔离（isolcpus） · 对调度性能的影响
CFSCPU
18
CFS与组调度（cgroup）
cgroup cpu子系统 · cpu.shares与cpu.cfs… · 带宽控制（CFS bandwidth…
CFScgroup
19
CFS与实时性分析
CFS的延迟与吞吐量权衡 · 调度延迟测量方法 · 实时性受限场景分析
CFS实时性分析
20
CFS调试与观测工具
使用ps · top · htop
CFS调试
21
CFS源码分析入门
内核源码目录结构（kernel/sc… · 核心函数调用链（__schedule · pick_next_task_fai…
CFS源码分析入门
22
案例实战一
编写C程序演示fork创建多进程 · 观察进程状态与调度行为 · 使用strace跟踪系统调用
案例实战一fork
23
案例实战二
通过修改nice值影响进程优先级 · 观察CFS如何调整vruntime与… · 使用perf sched recor…
案例实战二nice
24
案例实战三
使用cgroup限制进程CPU使用率… · 验证CFS带宽控制机制 · 并对比不同配额下的性能
案例实战三cgroup
25
案例实战四
多核负载均衡实验 · 创建多个CPU密集型进程 · 观察调度域迁移
案例实战四多核负载均衡实验
26
常见问题与故障排查
进程卡死 · CPU占用过高 · 调度延迟异常
常见问题故障排查
27
CFS与容器调度
Docker/Kubernetes中… · CFS配额与份额在容器中的映射 · 混部场景下的调度挑战
CFS容器调度
28
CFS性能优化实践
根据业务场景调整调度参数 · 减少上下文切换 · 使用CPU绑定与隔离
CFS性能优化实践
29
CFS与其他调度器对比
与Windows调度 · Solaris调度 · 以及Linux早期O(1)调度器对比
CFS其他调度器对比
30
综合项目与总结
设计一个模拟CFS调度器的用户态程序… · 总结课程知识体系 · 推荐进阶学习资源与内核开发方向
综合项目CFS