Linux系统设置正在运行进程的Nice值和优先级

Linux内核调度程序（也称为进程调度程序）是内核的一个组件，负责从所有准备执行的进程中选择接下来运行的最合适的进程，它管理系统中这些进程之间的CPU时间分配。当一个进程仅等待CPU时间并准备好执行时，该进程被认为是可运行的。

调度程序在Linux中形成了多任务处理的核心，使用基于优先级的调度算法来在系统中选择可运行的进程。它根据最值得的进程以及对CPU时间的需求对进程进行排名。

在本文当中，小编将简要介绍Linux内核调度程序和进程优先级，主要包括如何使用修改后的优先级运行程序或命令，以及如何更改正在运行的Linux进程的优先级。

理解进程优先级和Nice值

Linux内核中存储了大量有关进程的信息，包括进程优先级，即附加到进程的调度优先级。具有较高优先级的进程将先于具有较低优先级的进程执行，而具有相同优先级的进程则被一个接一个地重复调度。

Linux中总共实现了140个优先级和两个不同的优先级范围。第一个是Nice值（niceness），范围从-20（最高优先级值）到19（最低优先级值），默认值是0，这也是本文我们所以介绍的主要内容。另一个是实时优先级，默认范围为1到99 ，然后100到139是用于用户空间优先级。

Linux系统的一个重要特性是基于优先级的动态调度，它允许根据你的需要更改（增加或减少）进程的Nice值，稍后会看到。

检查Linux进程的Nice值

要查看进程的Nice值，可以使用ps、top或htop等实用程序。

使用ps命令以用户定义的格式查看进程的nice值（此处NI列显示进程的niceness）。

ps -eo pid,ppid,ni,comm

或者，也可以使用top或htop实用程序来查看Linux进程的nice值，命令如下：

top
htop

PR或PRI与NI之间的区别

从上面的top和htop输出中，你会注意到有一个分别称为PR和PRI的列，它显示了进程的优先级。因此，这意味着：

• NI：这是nice值，它是一个用户空间的概念
• PR或者PRI：进程在Linux内核中实际的优先级

计算PR或PRI值方法

优先级总数=140
实际优先级范围（PR或PRI）：0到99
用户空间优先级范围：100到139

Nice值范围（NI）：-20到19

PR = 20 + NI
PR = 20 + (-20 到 + 19)
PR = 20 + -20 到 20 + 19
PR = 0 到 39 ，与用户空间优先级100到139相对应

但是，如果看到一个rt而不是如下截图所示的数字，则基本上意味着该进程正在实时调度优先级下运行。

Linux运行具有给定Nice值的命令

接下来将介绍如何确定程序或命令的CPU使用率的优先级。如果你有一个非常占用CPU资源的程序或任务，同时你也知道它可能需要很长时间才能完成，则可以使用Nice命令将其设置为高或有利的优先级。

语法如下：

nice -n niceness-value [command args] 
或者
nice -niceness-value [command args] 	
或者
nice --adjustment=niceness-value [command args]

几下几点需要注意：

• 如果未提供任何值，nice默认设置优先级为10。
• 没有nice默认情况下运行的命令或程序的优先级为零。
• 只有root权限才能运行具有更高优先级或高优先级的命令或程序。
• 普通用户只能运行低优先级的命令或程序（即只能增加进程的Nice值）。

例如，你可以使用以下Nice命令以特定优先级启动程序或命令，而不是使用默认优先级启动程序或命令：

sudo nice -n 5 tar -czf backup.tar.gz ./Documents/*
或者
sudo nice --adjustment=5 tar -czf backup.tar.gz ./Documents/*

此外，你还可以使用第三种方法，该方法有点令人困惑，特别是对于负的Nice值，不小心比较容易弄错：

sudo nice -5 tar -czf backup.tar.gz  ./Documents/*

更改Linux中进程的调度优先级

正如我们之前提到的，Linux允许基于优先级的动态调度。因此，如果程序已经在运行，可以使用以下形式的renice命令更改其优先级：

renice -n  -12  -p 1055
renice -n -2  -u apache

从下图的Top输出中可以看出， PID为1055的teampe+的nice值现在为-12，并且对于用户apache拥有的所有进程而言，其nice值为-2。

仍然使用这个输出，使用公式PR= 20 + NI，可以看到：

ts3server进程的PR = 20 + -12 = 8
apache进程的PR=20 + -2 = 18

使用renice命令对用户进程的nice值进行的任何更改都只适用于下次重新启动之前，要设置永久性的默认值，请阅读以下内容。

设置特定用户进程的默认Nice值

可以在/etc/security/limits.conf文件中设置特定用户或组的默认nice值，其主要功能是定义通过PAM登录的用户的资源限制。

为用户定义限制的语法如下（该文件中解释了各个列的可能值）：

#<domain>   <type>  <item>  <value>

现在使用下面的语法，其中“hard”意味着强制执行硬限制（实际的限制值），“soft”意味着强制执行软限制（系统允许的临界值）：

<username>  <hard|soft>  priority  <nice value>

或者，在/etc/security/limits.d/下创建一个文件，该文件覆盖上面主文件中的设置，这些文件按字母顺序读取。

例如，首先为用户ecscoupon创建文件/etc/security/limits.d/ecscoupon-priority.conf：

vi /etc/security/limits.d/ecscoupon-priority.conf

然后添加这个配置：

ecscoupon  hard  priority  10

保存并关闭文件。从现在开始，ecscoupon用户拥有的任何进程的nice值为10，PR为30。

有关更多信息，请阅读Nice和renice的手册页：

man nice
man renice

总结

本文小编主要介绍了Linux内核调度程序和进程优先级，同时包括使用修改后的优先级运行程序或命令，并更改了活动Linux进程的优先级。如果对Linux进程优先级不知道如何设置的话，可以参考上述教程。

简单来说，Linux内核调度程序是Linux操作系统内核的一部分，负责管理系统中运行的进程和线程的调度。它决定了在给定的时间点哪个进程或线程将在CPU上执行，并管理它们的执行顺序和时间片分配。