CPU 스케쥴링 : OS별 예시

리눅스

각 클래스별로 특정 우선순위를 부여받는 스케쥴링 클래스에 기반을 두고 동작

• 스케쥴링 클래스는 리눅스를 쓰는 장치마다 다르게 선택할 수 있다.
• 크게 2가지의 클래스가 있다.

CFS 스케쥴러

SMP 스케쥴링을 개선시킨 것이라고 생각하면 된다.

1. 작동 방식 : 각 태스크에 CPU 처리시간의 비율을 할당.
   • 각 태스크에 할당된 nice 값에 기반해 계산
     • Nice 값 : -20 ~ 19 까지 있음.
   • Nice 값이 적을수록, CPU 처리시간이 길어짐.
   • Nice 값이 높다 = 우선순위를 양보
     • 목적 지연시간을 찾음.
   • 목적 지연 시간: 모든 수행 태스크가 적어도 1번씩을 실행할 수 있는 시간간격
   • 디폴트 값과 최솟값을 가지며, 시스템 상에 활성 태스크 수가 일정 값보다 많아지면 증가할 수 있음.
2. 특징 : 직접 우선순위를 할당하지 않음.
   • 각 task별 가상 실행시간(vruntime)을 기록.
   • 이는 태스크의 우선순위에 기반을 둔 감쇠지수와 연관이 있음.
3. 부하 균등 vs 쓰레드 이주
   • 부하 균등을 지원.
   • 그러나 이에 따른 쓰레드 이주 문제 해결을 위해 스케쥴링 도메인의 계층적 시스템을 결정.
   • 캐시의 레벨을 결정함으로써 메모리를 다시 써야하는 문제를 최대한 해결.

실시간 스케쥴러

SCHED_FIFO나 SCHED_RR을 이용해 스케쥴링.

윈도우

윈도우의 CPU 스케쥴러 : 가장 높은 순위의 쓰레드가 항상 실행되도록 보장

스케쥴링을 담당하는 파트 = 디스패처

디스패처의 특징

• 32단계의 우선순위를 가지고 잇음.
• 이를 두 가지의 클래스로 나눔.
  • 가변 클래스 : 1 ~ 15
  • 실시간 클래스 : 16 ~ 31
  • 0번 우선순위 = 메모리 관리
• 준비 상태의 쓰레드가 없으면 idle 쓰레드라고 부르는 특수한 쓰레드를 실행

우선순위 정하기

1. 쓰레드를 우선순위 클래스 안에 넣는다.
2. 우선순위 클래스는 쓰레드를 6가지로 구분한다.
3. 우선순위 클래스들은 6개이다.
4. 결국 36가지 조합을 만들어 낼 수 있다.

이러한 우선순위가 고정은 아니고, SetThreadPriority() 로 바꿀 수 있다.

쓰레드의 시간 할당량이 끝나면, 쓰레드는 인터럽트 된다.

• 가변 우선순위 클래스에 속하면 우선순위가 낮아진다.
• 그렇지만, 기본 우선순위 클래스보다 낮아지지는 않는다.
• 이 방식으로 특정 쓰레드의 독점을 막는다.

기타 특징

1. 대화형 프로그램

• 우선순위 클래스 중 NORMAL_PRIORITY_CLASS 에 속해 있는 경우.
• 특별한 스케쥴링 알고리즘을 적용.
• 선택된 프로세스에게 시간 할당량을 3배까지 늘려준다.

1. 사용자 모드 스케쥴링

• 커널과 독립적으로 쓰레드를 생성 & 관리 가능
• 훨씬 효율적이다.

1. 멀티코어 시스템 스케쥴링

• 논리 프로세서 집합을 만듬.
• 쓰레드를 최대한 같은 논리 프로세서 집합에서 실행
  • 캐시 메모리 액세스 불이익을 피하기 위함.