简介#这是Linux命令拾遗系列的第八篇本篇主要介绍top命令中nice%这个指标的含义以及进程优先级相关内容。在各种查看CPU使用率的工具中(如top)一般都有us%、sy%、ni%等us%与sy%含义是比较容易理解的一个是用户态CPU使用率一个是内核态CPU使用率。但ni%就比较晦涩难懂了它代表被调整过nice值的进程占用的CPU使用率很难理解对不对来看看下面的例子。调整进程nice值#首先我们使用stress命令起2个进程对CPU制造一些压力如下# 起2个吃CPU的后台进程 $ stress -c 2 # 查看两个stress进程进程号为194022、194022 $ pstree -Tp $$ bash(193921)─┬─pstree(194101) └─stress(194017)─┬─stress(194022) └─stress(194023)由于我机器是多核的操作系统会将两个stress进程调度到两个核上为了达到效果我们将这2个进程绑定到1号核上运行如下# 绑定2个stress进程到CPU的1号核上 $ taskset -pc 1 194022 $ taskset -pc 1 194023 # 然后使用top查看如下图 $ top可以看到此时%Cpu1是占满的100%两个stress进程各占50%这很好理解两个同样吃CPU进程跑在一个核上大家各分一半嘛这里需要注意一下进程的PR与NI列这两个都代表了进程的优先级PR是内核调度时使用的优先级(priority)默认20值越大优先级越低而NI是开放给用户调整的优先级(nice)默认0nice值越大则进程会表现得越谦让(nice)先让别的进程获得CPU表现为优先级越低。如下我们通过renice命令调整194023进程的nice值为5以降低它的优先级$ renice -n 5 -p 194023 $ top可以发现现在%Cpu1的us是75.7ni是24.3没被调整nice的进程194022的%CPU是75.1而调整了的进程194023的%CPU是24.6同时NI列从0变成了5PR列从20变成了25可以发现%ni的值24.3几乎等于被调整过nice值进程的CPU使用率即24.6。再看看我开头说的ni%的定义ni%代表被调整过nice值的进程占用的CPU使用率现在感觉这句话是不是再清楚不过了被调整了nice值的进程会从us%中分离出来单独显示这样当一批非常吃CPU的进程被调整nice值后调整的人就能非常清楚的知道这些进程现在占用多少CPU了。如下再通过renice命令调用194023进程的nice值为19这是nice值能设置的最大值$ renice -n 19 -p 194023 $ top可以发现194023这个进程CPU使用率更低了且%Cpu1的ni也更低了并且NI变成了19PR变成了39。PR与NI#上面可以看到PR与NI好像满足这样一种等式关系PR 20 NI那么为什么Linux要设计这两套优化级呢其实在进程执行的过程中就算你调整了进程NI值导致PR变化PR还是可以再次由CPU调度器根据需要动态调整的在这种情况下上面的公式就不成立了。并且在内核代码里PR才是CPU调度器真正使用的优化级而NI只是开放给用户修改的。另外NI值是给普通进程使用的范围是[-20 ~ 19]共39个级别对应PR就是[0 ~ 39]。而PR的取值范围可以是[-100 ~ 39]共139个级别其中[-100, -1]是给实时进程用的。所以在Linux中PR大于0是普通进程小于0是实时进程。注在top中会看到 PR rt 的进程这个rt等同于-100可以发现对于普通进程不管用户怎么调整NI值进程的PR都不会低于0也就是保证所有实时进程的优先级都要大于普通进程像Linux中的一些内核进程就是实时进程(如migration/0)必须保证他们被优先执行。如下在Linux中可以通过chrt命令查看内核支持的实时进程调度策略$ chrt -m SCHED_OTHER min/max priority : 0/0 SCHED_FIFO min/max priority : 1/99 SCHED_RR min/max priority : 1/99 SCHED_BATCH min/max priority : 0/0 SCHED_IDLE min/max priority : 0/0 SCHED_DEADLINE min/max priority : 0/0是的你会发现SCHED_FIFO/SCHED_RR策略都有[1,99]共99个实时优先级(real_time_priority)可用它和PR的关系是PR -1 - real_time_priority。如下之前通过增大NI值而降低了优先级的194023进程我再把它修改为实时进程# 设置194023进程为实时进程调度策略为SCHED_RR实时优先级为10PR -1 -10 -11 $ sudo chrt --rr --pid 10 194023 # 查看实时优先级 $ chrt -p 194023 pid 194023s current scheduling policy: SCHED_RR pid 194023s current scheduling priority: 10 # 再看CPU使用率 $ top可以看到194023被调整为实时进程后把CPU占满了没有给同核心运行的普通进程194022留下任何CPU时间。所以实时进程的调度是抢占式的只要其不结束低优先级进程完全没有机会使用CPU而对于普通进程而言多少会留一点CPU时间给其它低优先级的普通进程使用的。另外使用ps -l也可以查看进程的PR与NI如下$ ps -lp 194022 194023 F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD 1 R 0 194022 194017 97 80 0 - 964 - ? 1943:32 stress -c 2 1 R 0 194023 194017 2 49 - - 964 - ? 52:08 stress -c 2看PRI这一列可以发现194022在top中是20在ps中是80而194023在top中是-11在ps中是49它们都相差60。是的他们含义是一致的只是显示的基准值不同而已top中0以下代表实时进程而ps -l中60以下代表实时进程。