LINUX系統程式設計 第二版

進階的行程管理

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處理器傾向

Linux 支援具多個處理器的單一系統。開機過程除外，支援多個處理器的大量工作由行

程排班器負責完成。在多處理器機器上，行程排班器必須決定每個 CPU 之上要運行哪

些行程。

有兩項挑戰源自此責任：排班器必須想辦法充分利用系統上所有處理器，因為當有一

個行程已備妥等待運行，卻有一個 CPU 閒置在一旁，這顯然沒有效率。然而，一個行

程一旦被安排上在某個 CPU 上運行，往後行程排班器也會將它安排在相同的 CPU 上運

行。這是有益的，因為把一個行程從一個處理器遷移到另一個處理器是要付出代價的。

這些代價中最大者與遷移的

快取效應

（

cache effect

）有關。由於現代 SMP 系統的設

計，與每個處理器相關的快取區是不同且獨立的。也就是，如果資料位於一個處理器的

快取區中，就不會位於另一個處理器的快取區中。因此，如果一個行程被移往一個新的

CPU，而且把新的資料寫入記憶體，那麼位於舊 CPU 之快取區中的資料就過時了。現

在若使用該快取區，則會導致資料遭到破壞。為了避免此現象，當一個快取區中快取了

一個新的記憶體團塊時，這會讓每個其他快取區中的資料失效。因此，任何時刻，特定

的一段資料只能出現在一個處理器的快取區中（假定資料全都被快取起來）。當有一個

行程從一個處理器移往另一個處理器，會因而付出兩種代價：被移動的行程不再能夠存

取被快取起來的資料，而且位於原來處理器之快取區中的資料必須作廢。因為必須付出

這些代價，所以行程排程器會盡可能為一個行程安排特定的 CPU 來運行它。 ...