CFS(完全公平调度器)是Linux内核2.6.23版本开始采用的进程调度器，它的基本原理是这样的：设定一个调度周期(sched_latency_ns)，目标是让每个进程在这个周期内至少有机会运行一次，换一种说法就是每个进程等待CPU的时间最长不超过这个调度周期。然后根据进程的数量，大家平分调度周期内的CPU使用权。由于进程的优先级，即nice值不同，分割调度周期的时候要加权。每个进程的累计运行时间保存在自己的vruntime字段里，哪个进程的vruntime最小就获得本轮运行的权利。那么问题就来了：

新进程的vruntime的初值是不是0？

假如新进程的vruntime初值为0的话，比老进程的值小很多，那么它在相当长的时间内都会保持抢占CPU的优势，老进程就要饿死了，这显然是不公平的。所以CFS是这样做的：每个CPU的运行队列cfs_rq都维护一个min_vruntime字段，记录该运行队列中所有进程的vruntime最小值，新进程的初始vruntime值就以它所在运行队列的min_vruntime为基础来设置，与老进程保持在合理的差距范围内。

fork出来的新进程的vruntime初值的设置与两个参数有关：

sched_child_runs_first：规定fork之后让子进程先于父进程运行;

sched_features的START_DEBIT位：规定新进程的第一次运行要有延迟。

sched_features是控制调度器特性的开关，每个bit表示调度器的一个特性。在sched_features.h文件中记录了全部的特性。START_DEBIT是其中之一，如果打开这个特性，表示给新进程的vruntime初始值要设置得比默认值更大一些，这样会推迟它的运行时间，以防进程通过不停的fork来获得cpu时间片。

如果参数 sched_child_runs_first打开，意味着创建子进程后，保证子进程会在父进程之前运行。子进程在创建时，vruntime初值首先被设置为min_vruntime；然后，如果sched_features中设置了START_DEBIT位，vruntime会在min_vruntime的基础上再增大一些。设置完子进程的vruntime之后，检查sched_child_runs_first参数，如果为1的话，就比较父进程和子进程的vruntime，若是父进程的vruntime更小，就对换父、子进程的vruntime，这样就保证了子进程会在父进程之前运行。

休眠进程的vruntime一直保持不变吗？

如果休眠进程的 vruntime 保持不变，而其他运行进程的 vruntime 一直在推进，那么等到休眠进程终于唤醒的时候，它的vruntime比别人小很多，会使它获得长时间抢占CPU的优势，其他进程就要饿死了。这显然是另一种形式的不公平。CFS是这样做的：在休眠进程被唤醒时重新设置vruntime值，以min_vruntime值为基础，给予一定的补偿，但不能补偿太多。

休眠进程在唤醒时会立刻抢占CPU吗？

这是由CFS的唤醒抢占特性决定的，即sched_features的WAKEUP_PREEMPT位。

由于休眠进程在唤醒时会获得vruntime的补偿，所以它在醒来的时候有能力抢占CPU是大概率事件，这也是CFS调度算法的本意，即保证交互式进程的响应速度，因为交互式进程等待用户输入会频繁休眠。除了交互式进程以外，主动休眠的进程同样也会在唤醒时获得补偿，例如通过调用sleep()、nanosleep()的方式，定时醒来完成特定任务，这类进程往往并不要求快速响应，但是CFS不会把它们与交互式进程区分开来，它们同样也会在每次唤醒时获得vruntime补偿，这有可能会导致其它更重要的应用进程被抢占，有损整体性能。

案例说明

我曾经处理过一个案例，服务器上有两类应用进程：

A进程定时循环检查有没有新任务，如果有的话就简单预处理后通知B进程，然后调用nanosleep()主动休眠，醒来后再重复下一个循环；

B进程负责数据运算，是CPU消耗型的；

B进程的运行时间很长，而A进程每次运行时间都很短，但睡眠/唤醒却十分频繁，每次唤醒就会抢占B，导致B的运行频繁被打断，大量的进程切换带来很大的开销，整体性能下降很厉害。

那有什么办法吗？有，最后我们通过禁止CFS唤醒抢占 特性解决了问题：

# echo NO_WAKEUP_PREEMPT > /sys/kernel/debug/sched_features

禁用唤醒抢占特性之后，刚唤醒的进程不会立即抢占运行中的进程，而是要等到运行进程用完时间片之后。在以上案例中，经过这样的调整之后B进程被抢占的频率大大降低了，整体性能得到了改善。

进程从一个CPU迁移到另一个CPU上的时候vruntime会不会变？

# grep min_vruntime /proc/sched_debug

.min_vruntime : 12403175.972743

.min_vruntime : 14422108.528121

如果一个进程从min_vruntime更小的CPU (A) 上迁移到min_vruntime更大的CPU (B) 上，可能就会占便宜了，因为CPU (B) 的运行队列中进程的vruntime普遍比较大，迁移过来的进程就会获得更多的CPU时间片。这显然不太公平。

CFS是这样做的：

当进程从一个CPU的运行队列中出来 (dequeue_entity) 的时候，它的vruntime要减去队列的min_vruntime值；

而当进程加入另一个CPU的运行队列 ( enqueue_entiry) 时，它的vruntime要加上该队列的min_vruntime值。

这样，进程从一个CPU迁移到另一个CPU之后，vruntime保持相对公平。