Приоритеты в Windows. Приоритет процессов

В большинстве версий UNIX используются уровни приоритета от 0 до 127. Будем для определенности считать, что 0 соответствует высшему приоритету, хотя в некоторых версиях дело обстоит наоборот.

Весь диапазон приоритетов разделяется на верхнюю часть (приоритеты режима ядра) и нижнюю часть (приоритеты режима задачи). Это деление показано на рис. 4‑3.

Текущий (динамический) приоритет процесса, работающего в режиме задачи, определяется суммой трех слагаемых: базового значения, относительного приоритета данного процесса и «штрафа» за интенсивное использование процессорного времени.

Базовое значение приоритета – это то значение, которое система по умолчанию присваивает новому процессу при его создании. Во многих версиях UNIX базовое значение равно высшему приоритету задачи + 20.

Относительный приоритет , который почему-то называется в UNIX «nice number », присваивается процессу при его создании. По умолчанию система устанавливает для процесса нулевое значение относительного приоритета. Обычный пользователь может только увеличить это значение (т.е. понизить приоритет процесса), а привилегированный пользователь может и уменьшить вплоть до высшего приоритета задачи (для самых приоритетных процессов). При создании нового процесса он наследует относительный приоритет родителя.

Штраф за использование процессорного времени увеличивается для работающего процесса с каждым прерыванием от таймера. Вследствие этого, высокоприоритетный процесс не сможет монополизировать использование процессора и время от времени должен будет уступать квант времени низкоприоритетным процессам. Однако система «не злопамятна»: через каждую секунду происходит уменьшение накопленных процессами штрафов наполовину. Таким образом, процесс, отлученный от процессора, через некоторое время восстановит свой исходный приоритет.

Для выполнения всегда выбирается активная задача с наивысшим приоритетом, а если таких несколько, то они получают кванты времени в порядке круговой очереди.

Совершенно иной смысл имеют приоритеты ядра. Как нам известно, процессы, работающие в режиме ядра, не могут быть вытеснены, а поэтому приоритеты не имеют для них никакого значения. Приоритеты ядра устанавливаются только для спящих процессов и зависят только от причины сна. В некоторых случаях одно и то же событие приводит к пробуждению сразу нескольких процессов. В этом случае первым начинает работать тот, чей приоритет ядра выше. Распределение приоритетов ядра продумано таким образом, чтобы первыми завершались те системные вызовы, которые в наибольшей степени блокируют использование дефицитных ресурсов.

Диапазон приоритетов ядра разделен на две части в зависимости от того, как реагируют спящие процессы на получение сигнала. В состоянии «высокоприоритетного» сна, обычно связанного с выполнением дисковых операций, процесс игнорирует поступающие сигналы, поскольку их обработка могла бы задержать реакцию на ожидаемое важное событие. Если же процесс «спит с низким приоритетом», ожидая события несрочного и, возможно, нескорого (например, нажатия клавиши пользователем), то он может проснуться при получении сигнала и обработать этот сигнал.

По определению, Windows является многозадачной операционной системой. То есть одновременно в ней могут выполняться несколько задач. Однако задача задаче рознь. И различие это заключается в приоритете. То есть, при выполнении какой-либо программы Windows распределяет ресурсы определенным образом, в зависимости от того, какой приоритет у какого процесса (программы). Программы в дальнейшем я буду называть процессами, так проще. Каждая запущенная программа в Windows представляет собой процесс. Приоритеты бывают разные - большие, маленькие, но об этом потом. Чем это может нам помочь? А вот чем. Многие сетуют на медленность выполнения программ на Vb. В свое время я на это наткнулся на самом наглядном примере. Представьте себе программу, которая должна через определенный интервал времени выполнять какое-либо действие - ну, например, что-то выводить пользователю. Просто - скажете Вы. Берем таймер и вперед. А если помимо этого периодически программа должна что-то еще считать, и не один раз, а таймеров много? Будет тормозить. Причем не Windows, а только программа. Несправедливо? Да. Это значит, что Windows отделяет мало ресурсов Вашей программе, которых ей явно недостаточно. Значит попросить у Windows больше, только как?

Вот так

Значит надо менять приоритет. Самое время о них поговорить. В Windows"98 приоритетов меньше, чем в Windows Me или 2000, но они таки есть J. Вот они.

Приоритет реального времени (real time) - программа выполняется так, как будто она одна и есть цель жизни Windows. Все ресурсы отдаются ей.

Высокий приоритет (high) - программа выполняется так, чтобы оставить чуть-чуть остальным приложениям.

Нормальный (normal) - выполнение идет обычным путем.

Низкий (idle) - если выполнение и идет, то только когда Windows делать нечего.

Ну так вот, запущенная программа сначала получает приоритет Normal, и выполняется своим чередом. При этом приоритете, что бы программа ни делала, она не сможет съесть ресурсов столько, чтобы повис Windows. В теории. Но нам так не подходит. Нам надо приоритет high или, если все очень напряжно, real time. Но real time - вещь опасная. Может запросто затормозиться даже мышка. А об остальных программах я и говорить на хочу. Просто копец и все тут. Итак, как же все таки приоритет поменять.

Снова API

Да, за установку приоритета отвечает функция SetPriorityClass. То есть, вызвав ее, и передав все, что ей надо, мы получим нужный приоритет.

Private Declare Function SetPriorityClass _ Lib "kernel32" (ByVal hProcess As Long, _ ByVal dwPriorityClass As Long) As Long

• hProcess - это Handle процесса. О нем ниже.
• dwPriorityClass - приоритет. Он то нам и нужен.

Константы приоритетов:

Private Const REALTIME_PRIORITY_CLASS = &H100 Private Const HIGH_PRIORITY_CLASS = &H80 Private Const NORMAL_PRIORITY_CLASS = &H20 Private Const IDLE_PRIORITY_CLASS = &H40

Все просто - берем константу и вперед, но нам надо получить Handle процесса. То есть, процесс и окно для Windows вещи хоть и почти синонимичные, но не всегда. Handle окна - одна вещь, Handle процесса - совсем другая. То есть, у процесса может быть много окон, но у окна только один процесс владелец. Значит, нам надо научиться находить Handle именно процесса. В этом нам поможет функция OpenProcess, которая после передачи ей параметров, скажет, что за Handle у процесса.

Private Declare Function OpenProcess _ Lib "kernel32" (ByVal dwDesiredAccess As Long, _ ByVal bInheritHandle As Long, ByVal dwProcessId As Long) As Long

dwDesiredAccess - что мы хотим узнать (Handle у процесса бывают разные, для завершения процесса - одни, для получения информации - другой). Мы будем использовать константу PROCESS_QUERY_INFORMATION, то есть опрашивать процесс.

Private Const PROCESS_QUERY_INFORMATION = &H400

bInheritHandle - переменная Boolean. Если ее передать True, то полученный Handle может в будущем быть использован другим процессом. Но нам это не надо. Передаем туда False.

DwProcessId - так, а это очередная вещь - идентификатор (id) процесса. Нам надо и его получить. Как? Просто! Функция GetCurrentProcessId, вызываемая без параметров (слава Богу) просто возвращает id текущего процесса.

Private Declare Function GetCurrentProcessId _ Lib "kernel32" Alias "GetCurrentProcessId" () As Long

Все. Можно вздохнуть и все сделать красиво.

Немного кода

Option Explicit Private Declare Function SetPriorityClass _ Lib "kernel32" (ByVal hProcess As Long, _ ByVal dwPriorityClass As Long) As Long Private Const REALTIME_PRIORITY_CLASS = &H100 Private Const HIGH_PRIORITY_CLASS = &H80 Private Const NORMAL_PRIORITY_CLASS = &H20 Private Const IDLE_PRIORITY_CLASS = &H40 Private Declare Function OpenProcess _ Lib "kernel32" (ByVal dwDesiredAccess As Long, _ ByVal bInheritHandle As Long, ByVal dwProcessId As Long) As Long Private Const PROCESS_QUERY_INFORMATION = &H400 Private Declare Function GetCurrentProcessId Lib "kernel32" () As Long Private Sub SetPriority(Priority As Long) Dim ProcId As Long "переменная для id процесса Dim ProcHandle As Long "переменная для handle процесса ProcId = GetCurrentProcessId "получим id ProcHandle = OpenProcess(PROCESS_QUERY_INFORMATION, False, ProcId) "получили Handle Call SetPriorityClass(ProcHandle, Priority) " ставим приоритет End Sub Private Sub Form_Load() "ставим приоритет SetPriority HIGH_PRIORITY_CLASS End Sub

| Следующая страница

Приоритет процесса определяет, как часто данный процесс, по сравнению с другими процессами, стоящими в очереди на выполнение процессора, будет исполняться процессором.

Вы должны понять, что приоритет - понятие относительное. Ведь в данный момент в очереди на выполнение могут стоят двадцать процессов, а в следующий - два. Поэтому приоритет - это «плавающее» значение, которое определяет сама система в зависимости от текущей ситуации.

В Linux значение приоритета может быть равно числу в диапазоне сорока значений. Как же я туманно выразился. На самом деле, все зависит от версии ядра Linux. Значение приоритета может быть в диапазоне от -20 до 19 или от 0 до 39. В обоих случаях возможное значение ограничено сорока числами. В ядрах версии 2.6.х значение приоритета находится в диапазоне от 0 до 39.

Чем меньше число – тем выше приоритет процесса. То есть процесс с приоритетом 5 имеет больший приоритет, чем процесс с приоритетом 16.

Вы не можете непосредственно изменять приоритет процесса, это прерогатива операционной системы. Но Вы можете определить, на сколько больше или меньше процесс будет «нравиться» системе. Для этого следует использовать поле nice. То есть для изменения приоритета администратор должен изменять значение поля nice. Если значение nice равно нулю - значит, у программы приоритет не изменен. Если в поле nice записано отрицательное число – приоритет процесса увеличен, положительное - уменьшен.

Давайте посмотрим на соответствующие поля, показанные программой :

$ ps -t pts/1 -o pid,pri,ni,comm PID PRI NI COMMAND 4205 24 0 bash 4246 24 0 ps $

Как видно из примера, у программ, выполняющихся на терминале pts/1, значение поля nice равно нулю. Следовательно, эти программы выполняются со стандартным приоритетом, установленным самой системой.

В следующем примере будут показаны программы с увеличенным приоритетом, которые в данный момент работают в системе (В качестве примера я хотел использовать программу ps «ps -e -o pid,pri,ni,comm», но почему-то значение поля приоритет выводилось неправильно. Нет в мире совершенства. Поэтому пришлось использовать top в командном режиме. )

$ top -b -n1 | grep "\-." | sed -e "1d" 3 root 10 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.04 events/0 4 root 10 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.01 khelper 5 root 10 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthread 7 root 10 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.16 kacpid 100 root 10 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.07 kblockd/0 146 root 12 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 aio/0 147 root 12 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 xfslogd/0 148 root 12 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 xfsdatad/0 871 root 12 -4 1472 456 384 S 0.0 0.2 0:00.02 udevd 1506 root 10 -5 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.07 ipw2100/0 $

Как видите, таких программ достаточно много.

Любой пользователь системы может изменить значение поля nice. Но существуют два ограничения:

• Пользователь может изменить приоритет только у программ, выполняющихся с его правами.
• Пользователь может только понизить приоритет (записать положительное число в поле nice).

Как обычно, суперпользователь может все! Он может изменить приоритет любому процессу системы, он может уменьшать и увеличивать приоритеты.

Для изменения приоритета можно воспользоваться программой top . Сначала получим список всех процессов выполняемых пользователем user1. Для краткости, заголовок top я буду удалять.

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME #C COMMAND 4316 user1 15 0 3332 1944 1192 S 0.0 0.8 0:00 0 bash 4326 user1 16 0 2064 1060 832 R 0.0 0.4 0:00 0 top

Для изменения приоритета процесса используйте команду r .

PID to renice: PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME #C COMMAND 4326 user1 16 0 2064 1060 832 R 0.3 0.4 0:00 0 top 4316 user1 15 0 3332 1944 1192 S 0.0 0.8 0:00 0 bash

Программа попросит ввести PID процесса, которому следует изменить приоритет. Введите PID и нажмите Enter .

Renice PID 4326 to value: PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME #C COMMAND 4326 user1 16 0 2064 1060 832 R 0.3 0.4 0:00 0 top 4316 user1 15 0 3332 1944 1192 S 0.0 0.8 0:00 0 bash

Теперь программа просит ввести значение, которое будет записано в поле nice. Введем число 10 и нажмем Enter .

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME #C COMMAND 4316 user1 15 0 3332 1944 1192 S 0.0 0.8 0:00 0 bash 4326 user1 26 10 2064 1060 832 R 0.0 0.4 0:00 0 top

Значение поля nice изменилось на 10. Соответственно изменилось и значение поля приоритета процесса.

Существуют еще две программы, которые можно использовать для изменения приоритета: