实时和非实时调度策略测试总结

创建两个线程，用不同的实时调度（SCHED_FIFO，SCHED_RR）和非实时调度（SCHED_OTHER）策略，总结如下:

• 用root身份运行，才能设置实时调度策略。否则，
  • 创建默认线程后，调用pthread_setschedparam()设置实时调用策略失败。
  • 创建带实时调度策略的attr参数的线程无法运行。
• 同为实时调度线程，不论是SCHED_RR还是SCHED_FIFO，高优先级线程都能对低优先级线程实施抢占，且在主动放弃CPU之前不会释放占用。
• 相同优先级的实时调度线程，
  • 如果同为SCHED_RR线程，线程之间分享时间片，轮转运行。
  • 如果同为SCHED_FIFO线程，其中之一（谁先运行）会一直运行直到到其主动释放占用CPU，另一个才会执行。即同优先级不会分享时间片。
  • 如果两个分别为SCHED_RR，SCHED_FIFO线程，SCHED_RR线程会分享时间片，即时间片用完后会放弃占用CPU，被SCHED_FIFO线程占用。但SCHED_FIFO线程占用后不会和SCHED_RR线程分享时间片，会一直运行到其主动释放占用后，SCHED_RR线程才会再次执行。
• 两个线程一个为实时调用线程，一个为非实时调用线程，实时线程不论是何优先级（>0），何种调度方式，都能对非实时线程实施抢占，且不会对非实时线程共享时间片。
• 同为非实时调度线程，setpriority()（root才能设置）设置其nice值（-20～19，越小优先级越高），影响调度器分配的时间片。nice为19时，当有其他更高优先级nice的线程在运行时，系统给nice19的线程分配的时间片相当少，甚至没有。
• 实时线程并且优先级为最高99时，系统会显示（top，ps命令等）该线程为rt。
• 绑定CPU对线程效率（不论是实时还是非实时调度线程）有提高，因为线程在不同核心上切换有消耗。

#include <sys/time.h>
#include <sys/resource.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define __USE_GNU
#include <pthread.h>
#include <sched.h>

long long a = 0;
long long b = 0;

int attach_cpu(int cpu_index)
{
    int cpu_num = sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF);
    if (cpu_index < 0 || cpu_index >= cpu_num) {
        printf("cpu index ERROR!
");
        return -1;
    }
    
    cpu_set_t mask;
    CPU_ZERO(&mask);
    CPU_SET(cpu_index, &mask);
    
    if (pthread_setaffinity_np(pthread_self(), sizeof(mask), &mask) < 0) {
        printf("set affinity np ERROR!
");
        return -1;
    }
    
    return 0;
}


void *thread1(void *param)
{
    printf("t1 tid %d
", gettid());
    /*if (setpriority(PRIO_PROCESS, 0, 19) != 0)
    {
        printf("setpriority failed!
");
    }*/
    attach_cpu(0);
    
    long long i;
    for (i = 0; i < 10000000000; i++)
    {
        a++;
    }
}

void *thread2(void *param)
{
    printf("t2 tid %d
", gettid());
    if (setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -20) != 0)
    {
        printf("setpriority failed!
");
    }
    attach_cpu(0);
    long long i;
    for (i = 0; i < 10000000000; i++)
    {
        b++;
    }
}


//#define C_SET

int main()
{
    pthread_t t1;
    pthread_t t2;

#ifdef C_SET
    pthread_attr_t attr;
#else
    int policy;
#endif
    struct sched_param param;

#ifdef C_SET
    if (pthread_attr_init(&attr) != 0) {
        printf("pthread_attr_init failed!
");
        return -1;
    }
    if (pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED) != 0) {
        printf("pthread_attr_setinheritsched failed!
");
    }
    if (pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_FIFO) != 0) {
        printf("pthread_attr_setschedpolicy failed!
");
    }
    param.sched_priority = 10;
    if (pthread_attr_setschedparam(&attr, &param) != 0) {
        printf("pthread_attr_setschedparam failed!
");
    }
    
    if (pthread_create(&t1, &attr, thread1, NULL) != 0)
#else
    if (pthread_create(&t1, NULL, thread1, NULL) != 0)
#endif
    {
        printf("create t1 failed!
");
        return -1;
    }

#ifndef C_SET
    param.sched_priority = 1;
    policy = SCHED_FIFO;
    if (pthread_setschedparam(t1, policy, &param) != 0) {
        printf("set t1 sched param failed!
");
    }
#endif

    sleep(1);

#ifdef C_SET
    param.sched_priority = 10;
    if (pthread_attr_setschedparam(&attr, &param) != 0) {
        printf("pthread_attr_setschedparam failed!
");
    }
    if (pthread_create(&t2, &attr, thread2, NULL) != 0)
#else
    if (pthread_create(&t2, NULL, thread2, NULL) != 0)
#endif
    {
        printf("create t2 failed!
");
        return -1;
    }

#ifndef C_SET
    param.sched_priority = 99;
    policy = SCHED_FIFO;
/*    if (pthread_setschedparam(t2, policy, &param) != 0) {
        printf("set t2 sched param failed!
");
    }*/
#endif

    while (a != 10000000000 || b != 10000000000)
    {
        printf("a=%lld, b=%lld
", a, b);
        sleep(1);
    }
    printf("a=%lld, b=%lld
", a, b);

    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);

    return 0;
}

以上是在x86的ubuntu系统的测试结果，在Android上的测试结果类似，因为都是linux内核。在Android上没有pthread_setaffinity_np()，需要用syscall系统调用。

syscall(__NR_sched_setaffinity, gettid(), sizeof(mask), &mask);

 参考：

https://blog.csdn.net/maray/article/details/2900689

https://www.cnblogs.com/wanpengcoder/p/11767185.html

http://man7.org/linux/man-pages/man7/sched.7.html