Nice() 是用来改变线程优先级还是进程优先级？

Question

nice 的手册页说“nice() 将 inc 添加到调用进程的nice值中。那么，我们可以使用它来更改创建的线程的nice值吗？”通过 pthread_create

编辑： 看来我们可以为每个线程设置nice值。

我编写了一个应用程序，为不同的线程设置不同的好值，并观察到“更好”的线程已被安排为较低的优先级。检查输出，我发现字符串“highpriority......”的输出频率更高。

void * thread_function1(void *arg)
{
  const pid_t tid = syscall(SYS_gettid);

  int ret = setpriority(PRIO_PROCESS, tid, -10);
  printf("tid of high priority thread %d , %d\n", tid ,getpriority(PRIO_PROCESS, tid));
  while(1)
  {
    printf("high priority ................\n");
  }
}


void * thread_function(void *arg)
{
  const pid_t tid = syscall(SYS_gettid);
  int ret = setpriority(PRIO_PROCESS, tid, 10);
  printf("tid of low priority thread %d , %d \n", tid ,getpriority(PRIO_PROCESS, tid));
  while(1)
  {
    printf("lower priority\n");
  }
}


int main()
{
  pthread_t id1;
  pthread_t id2;

  pid_t pid = getpid();
  pid_t tid = syscall(SYS_gettid);

  printf("main thread : pid = %d , tid = %d \n" , pid, tid);
  pthread_create(&id1, NULL, thread_function1,  NULL);
  pthread_create(&id2, NULL,thread_function,   NULL);

  pthread_join(id1, NULL);
  pthread_join(id2, NULL);
}

Answer 1

pthreads 手册页 说：

POSIX.1 还要求线程共享一系列其他属性
（即，这些属性是进程范围的而不是每个线程的）：

[...]

• 不错的价值（setpriority(2)）

因此，理论上，“niceness”值对于进程来说是全局的并由所有线程共享，并且您不应该能够为一个或多个单独的线程设置特定的良好度。

然而，同一个手册页还说：

LinuxThread

此实现的显着特点如下：

[...]

• 线程不共享共同的nice值。

NPTL

[...]

NPTL 仍然与 POSIX.1 存在一些不符合之处：

• 线程不共享共同的好值。

因此，Linux 上的两种线程实现（LinuxThreads 和 NPTL）实际上都违反了 POSIX.1，您可以通过将 tid 传递给 setpriority()。

Answer 2

根据 setpriority 的手册页，较低的好值（ Nice 值在-20 到20 范围内）表示调度优先级较高。看起来您的程序按预期工作（nice = -10 赋予该线程更高的优先级）。

Answer 3

我想测试更改这些值如何真正影响线程的优先级，因此我将您的代码片段修改为以下基准：

• 在默认 SCHED_OTHER 调度策略上运行
• 创建了 12 个低优先级线程以确保它们竞争资源 - 在具有 8 核的 Red hat 7 上。 (cat /proc/cpuinfo)
• 修改了 thread_function() 以执行一些“数字运算工作”

当设置为边缘优先级时，您肯定可以使用 top -H 看到 高优先级线程运行频率更高，但其他线程不会出现饥饿现象。相关字段为 NI 和 TIME+

来自 顶部手册页：

NI——不错的价值
任务的美好价值。负的好值意味着
更高的优先级，而正的nice值意味着更低的优先级
优先事项。该字段中的零仅表示优先级不会
在确定任务的调度能力时进行调整。

TIME——CPU时间
任务自启动以来使用的总 CPU 时间。

#include<cstdio> 
#include<pthread.h> 
#include<unistd.h> 
#include<sys/syscall.h> 
#include<sys/resource.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NUM_THREADS 12
 
struct ThreadParams{
 const char* priority;
 const int niceLevel;
};

void * thread_function(void *arg)
{
  const pid_t tid = syscall(SYS_gettid);


  struct ThreadParams* params = (ThreadParams*)arg; 

  int ret = setpriority(PRIO_PROCESS, tid, params->niceLevel);
  printf("tid of %s priority thread %d , %d\n", params->priority, tid ,getpriority(PRIO_PROCESS, tid));
  long long int count = 0;
  while(1)
  {
      count++;
      if(count == 10000000000) //10^10 iterations
      {
          printf("%s priority ................\n", params->priority);
          count = 0;
      }
  }
}



int main()
{
  pthread_t tIdHigh;
  pthread_t tIdsLow[NUM_THREADS];

  pid_t pid = getpid();
  pid_t tid = syscall(SYS_gettid);

  printf("main thread : pid = %d , tid = %d \n" , pid, tid);
  
  struct ThreadParams highParams = {"High", -20};
  struct ThreadParams lowParams  = {"Low", 19};

  for(int i=0; i < NUM_THREADS ; i++)
  {
    pthread_create(&(tIdsLow[i]), NULL,thread_function,  &lowParams);
  }
  
  pthread_create(&tIdHigh, NULL, thread_function,  &highParams);
  
  for(int i=0; i < NUM_THREADS ; i++)
  {
    pthread_join(tIdsLow[i], NULL);
  }
  pthread_join(tIdHigh, NULL);
  return 0;

}

使用 g++.cpp -lpthread 编译。

运行 top -H -p $(pidof) 以启用线程模式并获取特定进程的信息