スケジューラによる効率的なCPU利用を説明します♪

1. (LINUXの)お仕事メリハリ術♪
-プロセススケジューラ編-
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2. 自己紹介
2
 山田 賢
 北田 章
 牧野 恵

3. はじめに
3
 今回の内容が直接お仕事に役立つ機会は多くないか
も・・・
 Linuxを愛用する立場として、Linuxのメリハリ術を
楽しむスタンスで聞いて頂けると幸いです

4. 目次
4
 スケジューラの概要と目的
 スケジューリングに影響する項目
 スケジューラで遊ぼうお仕事メリハリ術
 デベロッパーの方へ

5. スケジューラの概要
5
1. 各CPUにプロセスを割り振り
2. プロセスの優先順位とタイムスライスを決定
プロセス 割り振り
スケジューラ
CPU0
プロセス
割り振り
プロセス投入 CPU1

6. スケジューラの概要
6
1. 各CPUにプロセスを割り振り
2. プロセスの優先順位とタイムスライスを決定
20ms実行
3番 1番 2番 4番
CPU0

7. スケジューラが×で何が困る？
7
 仕事がたくさんあるのにCPUを使いきってくれない
割り振り
CPU0
CPU1
プロセス投入 割り振り

8. スケジューラが×で何が困る？
8
 仕事がたくさんあるのにCPUを使いきってくれない
割り振り
CPU0
CPU1
プロセス投入 割り振り
いいPC買ったのに
活用してくれない・・・

9. スケジューラが×で何が困る？
9
 優先してほしいプロセスを優先しない
選択
CPU使用率 CPU使用率
50% 50%
CPU0

10. スケジューラが×で何が困る？
10
 優先してほしいプロセスを優先しない
選択
CPU使用率 CPU使用率
50% 50%
CPU0
同時実行プロセスのせいで
動画がカクカクする・・・

11. スケジューラが×で何が困る？
11
 条件が同じプロセスに対して同じ時間CPUを使わせ
ない
選択
CPU使用率 CPU使用率
90% 10%
CPU0

12. スケジューラが×で何が困る？
12
 条件が同じプロセスに対して同じ時間CPUを使わせ
ない
選択
CPU使用率 CPU使用率
90% 10%
CPU0
私のJavaプログラムの実行
だけいつも遅い・・・

13. 一般的なスケジューラの目的
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 CPU使用率の公平性を保証
 ユーザ間
 プロセスグループ間
 プロセス間
 CPU間
 etc.,
 性能の向上
 次に実行するプロセスを高速に決定
 ハードウェア特性を活用するCPU間振り分け、実行順序、タイムスラ
イスの決定
 etc.,

14. スケジューラの
インパクト事例
14
 gihyo.jp, “2010年11月18日
"ミラクルパッチ"に
Linusも大喜び！Linuxカーネルを高速化させた233
行のコード”,
 http://gihyo.jp/admin/clip/01/linux_dt/201011/18
= =
以前は対等に扱っていたプロセスを・・・

15. スケジューラの
インパクト事例
15
 gihyo.jp, “2010年11月18日
"ミラクルパッチ"に
Linusも大喜び！Linuxカーネルを高速化させた233
行のコード”,
 http://gihyo.jp/admin/clip/01/linux_dt/201011/18
用途に合わせて自動的に
グループ化

16. スケジューラのことを
知って嬉しいこと
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 急いで実行すべき仕事の優先順位を上げられる
 動画再生アプリケーションなど
 急いでいない仕事の優先順位を下げられる
 周囲からの好感度向上(?)
 Linux自体に詳しく慣れる

17. 目次
17
 スケジューラの概要と目的
 スケジューリングに影響する項目
 スケジューラで遊ぼうお仕事メリハリ術
 デベロッパーの方へ

18. スケジューリングに
影響する項目
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 CPUアフィニティ
 スケジューリングポリシー
 静的優先度
 nice値とCPU使用時間
 etc.,

19. CPUアフィニティ
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 プロセスをどのCPUで実行するか指定 0のみ
両方
1のみ OK
割り振り CPU0
両方
OK
割り振り
プロセス投入
CPU1

20. スケジューリングポリシー
20
優先順位
ポリシー名 リアルタイム 特徴
高い /通常/その他
FIFO リアルタイム 自発的に離さない限り、
OTHER CPUを使用し続ける
RR（RoundRobin) リアルタイム 同じ優先度のプロセス
がある場合、ラウンド
ロビン
OTHER 通常 デフォルトポリシー
BATCH 通常 バッチプロセス用
BATCH
IDLE その他 nice値+19より優先度が
低い
低い

21. 静的優先度
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 リアルタイムプロセスの優先順位を決定
 値が小さいほど優先順位は高い
 絶対的な優先度
 1から99までの値をとる
※便宜上、一般的にはノンリアルタイムで実行
リアルタイムプロセスの
されるプロセスのマスコットを使用しております
優先順位は静的に決定
11 15 50 75
1番 2番 3番 4番
CPU0

22. nice値とCPU使用時間
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 通常プロセスの優先度とタイムスライスを決定
 優先度はCPU使用時間とnice値を掛け合わせて決定
 タイムスライスはプロセス間のnice値の割合で決定
 nice値は-20から19(デフォルトは0)
通常プロセスの nice:10 nice:0
nice:0 CPU使用時間:10 ms
優先順位は動的に決定 CPU使用時間:30 s
CPU使用時間:5 s
1番 2番 3番
CPU0

23. スケジューリングに
影響する項目おさらい
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 実行CPU
 CPUアフィニティ
 実行順序
 スケジューリングポリシー
 静的優先度
 nice値とCPU使用時間
 CPU使用時間(タイムスライス)
 スケジューリングポリシー
 nice値

24. 目次
24
 スケジューラの概要と目的
 スケジューリングに影響する項目
 スケジューラで遊ぼうお仕事メリハリ術
 デベロッパーの方へ

25. スケジューラで遊ぼう
お仕事メリハリ術デモ
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 コマンドラインからスケジューリングに影響する
項目を変更してみましょう
 紹介するコマンド
 taskset
 chrt
 nice
 renice

26. taskset
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 tasksetで各プロセスが実行するCPUを指定可能
 CPUを指定してプロセスを起動
$ taskset -c 0,1,5 ./a.out
 実行中のプロセス(ID:5268)のCPUを指定
$ taskset –p -c 1,2 5268
 実行中のプロセス(ID:5268)のCPUアフィニティ確認
$ taskset –p 5268

27. chrt
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 プロセスのポリシーと静的優先度を変更
 静的優先度の設定では1から99の範囲で値を指定
 99が最大の優先度(静的優先度の1)となる
 FIFOかつ静的優先度20でプロセスを起動
99-20で計算
$ sudo chrt -f -p 79 ./a.out
 実行中のプロセス(ID:30621)をBATCHに設定
$ chrt -b -p 0 30621
 実行中のプロセス(ID:30621)のポリシーと優先度を
確認
$ chrt -p 30621

28. nice
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 nice値をプログラム起動時に指定
 一般ユーザはnice値を下げれない
 高い値ほど他のプロセスにCPUを譲るのでniceな値
 nice値10を指定してプログラムを起動
$ nice –n 10 ./a.out
 nice値にマイナスを指定したい場合はsudoで実行
$ sudo nice –n -10 ./a.out

29. renice
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 実行中のプロセスのnice値を変更
 プロセスID:4559のnice値を+10
$ renice +10 4559
 実行ユーザがyahooのプロセスのnice値を20に変更
$ renice 20 -u yahoo

30. まとめ
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 プロセスはプロセスに設定された様々な項目に基づ
いてスケジューリングされる
 上記の項目はコマンドラインから変更可能
 Linuxで遊べる作業効率化
 静的優先度の表示や設定基準値などは、コマンドにより異な
るので注意
 但し、極端な設定は他のプロセスやユーザの迷惑になりうる
ので程々に…

31. 目次
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 スケジューラの概要と目的
 スケジューリングに影響する項目
 スケジューラで遊ぼうお仕事メリハリ術
 デベロッパーの方へ

32. デベロッパーの方へ
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 YJDN (Yahoo! JAPAN Developer Network)
 Yahoo! JAPANのサービスを利用するAPIを提供しています
 http://developer.yahoo.co.jp/
 Tech Blog
 Yahoo! JAPANの動向や最新情報を発信しています
 http://techblog.yahoo.co.jp/

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 ご清聴ありがとうございました