3.4.3. Приоритет процесса

Каждый процесс имеет два атрибута приоритета: текущий приоритет, на основании которого происходит планирование, и заказанный относитель­ный приоритет, называемый nice number (или просто nice), который зада­ется при порождении процесса и влияет на текущий приоритет. Он характеризует важность запущенного процесса по отношению к другим процессам, выполняющимся в системе.

Текущий приоритет варьируется в диапазоне от 0 (низкий приоритет) до 127 (наивысший приоритет). Процессы, выполняющиеся в режиме задачи, имеют более низкий приоритет, чем в режиме ядра. Для режима задачи приоритет меняется в диапазоне 0–65, для режима ядра – 66–95 (систем­ный диапазон)

Процессы, приоритеты которых лежат в диапазоне 96–127, являются процессами с фиксированным приоритетом, не изменяемым операцион­ной системой, и предназначены для поддержки приложений реального времени.

Схема нумерации текущих приоритетов различна для различных версий UNIX. Например, более высокому значению текущего приоритета может соответствовать более низкий фактический приоритет планирования. Разделение между приоритетами режима ядра и задачи также зависит от версии. Выше приведена схема, используемая в SCO UNIX, при которой большему значению соответствует более высокий приоритет.

Относительный приоритет не изменяется системой на всем протяжении жизни процесса (хотя может быть изменен пользователем или администратором) в отличие от приоритета выполнения, динамически обновляемого ядром.

От приоритета процесса зависит, какую часть времени центрального процессора он получит. Выбирая процесс для выполнения, ядро находит процесс с самым «высоким внутренним приоритетом».

Традиционное решение ОС UNIX состоит в использовании динамически изменяющихся приоритетов. Каждый процесс при своем образовании получает некоторый устанавливаемый системой статический (внутренний) приоритет, который в дальнейшем может быть изменен с помощью системного вызова nice. Этот статический приоритет является основой начального значения динамического приоритета процесса, являющегося реальным критерием планирования. Все процессы с динамическим приоритетом не ниже порогового участвуют в конкуренции за процессор. Однако каждый раз, когда процесс успешно отрабатывает свой квант на процессоре, его динамический приоритет уменьшается, т.е. величина уменьшения зависит от статического приоритета процесса. Если значение динамического приоритета процесса достигает некоторого нижнего предела, он становится кандидатом на откачку (свопинг) и больше не конкурирует за процессор.

Процесс, образ памяти которого перемещен во внешнюю память, также обладает динамическим приоритетом. Этот приоритет не дает процессу право конкурировать за процессор (да это и невозможно, поскольку образ памяти процесса не находится в основной памяти), но он изменяется, давая в конце концов процессу возможность вновь вернуться в основную память и принять участие в конкуренции за процессор. Правила изменения динамического приоритета для процесса, перемещенного во внешнюю память, в принципе, очень просты. Чем дольше образ процесса находится во внешней памяти, тем более высок его динамический приоритет (конкретное значение динамического приоритета, конечно, зависит от его статического приоритета). Конечно, раньше или позже значение динамического приоритета такого процесса перешагнет через некоторый порог, и тогда система принимает решение о необходимости возврата образа процесса в основную память. После того, как в результате свопинга будет освобождена достаточная по размерам область основной памяти, процесс с приоритетом, достигшим критического значения, будет перемещен в основную память и будет в соответствии со своим приоритетом конкурировать за процессор.

Непосредственно установить внутренний приоритет невозможно, но можно установить значение nice, которое существенно влияет на внутренний приоритет. Кроме того, внутренний приоритет зависит от того, сколько времени центрального процессора уже использовал процесс, и от времени ожидания своей очереди на выполнение.