第1章 RTL线程优先级基础

1.1 实时线程库概念

实时线程库（Real-Time Thread Library，RTL）是一组封装了Linux内核实时调度策略的API集合，专门用于提供可预测、低延迟的线程响应能力。在Android SystemUI场景下，RTL用于确保用户交互线程（如触摸响应、动画更新）能够优先于后台任务获得CPU时间，避免因争抢调度导致界面卡顿。

与普通线程相比，RTL线程具有以下核心特性：

• 确定的调度顺序：依赖优先级抢占机制，高优先级线程可直接抢占低优先级线程，无需等待时间片轮转。
• 有限优先级范围：Linux实时优先级范围为0~99，数值越大优先级越高，普通线程的nice优先级范围100~139。
• 系统调用支持：通过pthread_setschedparam、sched_setscheduler等接口设置实时调度策略和优先级。

1.2 优先级范围与系统调用

Linux内核将线程优先级分为两大区域：实时区与普通区。SystemUI中的关键渲染、输入分发线程常运行在实时区。

设置实时优先级的核心系统调用及参数：

• sched_setscheduler(pid, policy, param) – 设置调度策略与优先级结构体。
• pthread_setschedparam(thread, policy, param) – POSIX线程接口，适用于多线程编程。
• sched_get_priority_min/max(policy) – 查询指定策略下可用优先级范围。

1.3 线程创建与属性设置

在Native代码中创建RTL线程时，必须通过线程属性对象（pthread_attr_t）或创建后动态设置。推荐在创建前设置调度策略和优先级，以避免线程运行在错误优先级下的风险。

标准实现流程：

1. 初始化线程属性 pthread_attr_init(&attr)
2. 设置继承调度属性为显式设置 pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED)
3. 设置调度策略 pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_FIFO)
4. 设置优先级（例如90）pthread_attr_setschedparam(&attr, &param)
5. 创建线程 pthread_create(&thread, &attr, thread_func, arg)
6. 销毁属性 pthread_attr_destroy(&attr)

// 示例：创建一个SCHED_FIFO策略、优先级90的线程
#include <pthread.h>
#include <sched.h>
#include <stdio.h>

void* rt_worker(void* arg) {
    // 实时线程工作循环
    while (1) {
        // 处理SystemUI关键任务
    }
    return NULL;
}

int create_rt_thread(pthread_t* thread_id) {
    pthread_attr_t attr;
    struct sched_param param;
    int ret;

    ret = pthread_attr_init(&attr);
    if (ret != 0) return ret;

    // 不继承调用线程的调度属性
    ret = pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);
    if (ret != 0) goto err;

    ret = pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_FIFO);
    if (ret != 0) goto err;

    param.sched_priority = 90;
    ret = pthread_attr_setschedparam(&attr, &param);
    if (ret != 0) goto err;

    ret = pthread_create(thread_id, &attr, rt_worker, NULL);
err:
    pthread_attr_destroy(&attr);
    return ret;
}