在 Docker 中什么是 CFS scheduler 什么是 real-time scheduler?
分类：docker| 发布时间：2024-12-25 09:16:00
概述
本文通过 GPT 辅助生成
在 Docker 中，CFS scheduler（Completely Fair Scheduler）和 real-time scheduler 是两种不同的调度策略，它们定义了如何分配 CPU 时间给容器或进程。
每种调度器都有不同的目标和使用场景。
CFS Scheduler (Completely Fair Scheduler)
CFS 调度器 是 Linux 内核中的默认调度器，旨在公平地将 CPU 时间分配给所有进程，避免任何一个进程占用过多的 CPU 资源。
CFS 的目标是确保系统上每个进程的 CPU 时间都尽可能公平，从而提升多任务处理的效率。
CFS 的特点
- 公平性：CFS 调度器会根据进程的运行时间和优先级，公平地分配 CPU 时间。
每个进程都按照一定的“虚拟运行时间”（virtual runtime）来排队，这样能确保进程不会过度占用 CPU 资源。
- 时间片：与传统的时间片轮转调度不同，CFS 不按照固定的时间片来分配 CPU 时间，而是根据每个进程的虚拟时间来决定。
虚拟时间较少的进程会优先获得 CPU 使用权。
- 负载均衡：CFS 会尽量均衡地分配 CPU 负载，确保所有 CPU 核心的负载保持平衡。
CFS 适用于以下场景
- 多任务系统中，多个进程需要共享 CPU 资源时，CFS 通过公平的调度算法，确保没有进程过度占用 CPU。
- 对于大多数应用程序，CFS 调度是足够的，特别是在容器中运行的服务和应用，通常不需要精确的实时性。
Docker 中的 CFS 调度
在 Docker 中，CFS 是默认的调度策略。
当容器启动时，Docker 会使用 CFS 调度器分配 CPU 时间，除非你显式指定使用实时调度器或其他策略。
Real-time Scheduler
Real-time scheduler（实时调度器） 是一种用于确保严格按时执行任务的调度策略。
与 CFS 调度器不同，实时调度器优先考虑任务的“实时性”——即在特定时间完成任务的能力。
实时调度器特别适用于那些对响应时间有严格要求的应用，例如嵌入式系统、音视频处理、控制系统等。
实时调度器的特点
- 高优先级任务：实时任务被分配给最高优先级的 CPU 时间。如果某个进程被标记为实时任务，它将被调度器优先执行，甚至在其他普通进程前执行。
- 严格的截止时间：实时调度器确保任务在严格的时间限制内完成，适用于对时间延迟有精确要求的应用。
调度策略
- SCHED_FIFO：首先来先执行（First In, First Out）策略，实时进程会按照到达顺序被调度执行，且不会被其他进程打断，直到它执行完毕。
- SCHED_RR：轮转调度（Round Robin），实时进程按照固定时间片轮流执行，每个实时任务会在其时间片内被执行，如果未完成，会被排到队尾等待下一个轮回。
实时调度器适用于以下场景
- 高精度要求的应用程序，尤其是需要在特定时间窗口内完成的任务，如实时数据处理、音视频流媒体处理、工业控制系统等。
- 低延迟要求的服务，例如实时游戏服务器、金融交易系统等。
Docker 中的 Real-time scheduler
在 Docker 中，实时调度器可以通过设置容器的调度策略来启用。
你可以在启动容器时使用 --cpu-rt-runtime 和 --cpu-rt-period 等参数来设置实时调度。
例如，要为 Docker 容器启用实时调度，你可以通过设置以下参数：
- --cpu-rt-runtime：定义容器每个周期的最大运行时间。
- --cpu-rt-period：定义容器的调度周期（通常是 1000000 微秒）。
docker run --cpu-rt-runtime=950000 --cpu-rt-period=1000000 my-container
总结
- CFS Scheduler 是 Linux 系统中默认的调度策略，它优先保证公平性，适用于大多数应用场景，如容器中的服务和应用程序。
- Real-time Scheduler 用于对实时性要求严格的场景，能够为实时任务提供优先级调度，保证在特定时间内完成任务。
- 在 Docker 中，默认使用 CFS 调度器，只有当容器需要高优先级或低延迟的任务时，才考虑使用实时调度器。
参考