Solaris、Linux及FreeBSD三者的内核比较(1)

其实抛开3个系统之间的差别，他们也有很多相似之处。除了那些不同的命名习惯，这些OS在实现不同概念的时候采用了非常相似的方法。他们都支持线程的分时调度，支持最近未使用页面替换算法实现请求调页，支持虚拟文件系统层允许不同文件系统架构。这个系统里的好概念在另系统里也会采用。比如Linux也接受并实现了 Solaris slab 内存分配算法的概念。FreeBSD 代码里的很多术语在Solaris里也出现了(快去看看代码。。。)。考虑到这3个系统的源代码都能得到了， fxr.watson.org提供了系统源码的交叉阅读浏览，可能会发现很多有趣的地方。

调度和调度器

Solaris的调度单位是kthread_t，FreeBSd是thread，Linux是task_struct。抬高一级，Solaris的进程是proc_t，当然每个进程里的线程就是kthread_t;Linux的进程和线程都由task_struct 表示，单线程的进程在Linux里是一个task_struct。单线程的进程在Solaris里有一个proc_t，一个kthread_t，还有一个klwp_t表示。klwp_t提供了用户和内核模式线程切换的存储区。FreeBSD里的单线程进程有一个proc ，一个thread 和一个ksegrp 。ksegrp 是“内核调度的实体组kernel scheduling entity group”。三个系统的线程表示结构不同，不过都支持调度线程。

和大家熟悉的基本一样，调度是基于优先级的。小小的数学问题是，在Linux和FreeBSD里，数字越小，优先级越高;而SUN的宝贝却喜欢数字越大，优先级越高。参考下表

三个系统都更推崇interactive 线程/进程(下面会提到interactive怎么回事)。Interactive 线程比compute-bound 线程优先级要高，不过得到的时间片要少一些。Solaris，FreeBSD和Linux都使用每CPU的“运行队列 runqueue”。FreeBSD和Linux有一个active队列和一个expired队列。名字说得很清楚了--系统从active上按照优先级选择线程进行调度。用完自己时间片的线程就从active搬到expired上(或者为了避免“饿死”的其他情况)，active空以后，内核交换active和expired。FreeBSD还多一个idle 队列--其他两个queue都空的时候才轮到这个。Solaris的概念是每CPU“调度队列 dispatch queue”。线程用完时间片后，内核给其一个新优先级然后放回调度队列。所有3个系统的runqueue，对不同优先级的可运行线程都分别有链表。
FreeBSD四个优先级共享一个链表，Solaris和Linux则每个优先级一个链表Linux和FreeBSD结合运行时间和睡眠时间计算线程的interactive-ness，Solaris查表。他们都不支持“gang scheduling”(有兴趣查Google即知，并行计算上的调度算法，大白话说就是一组任务一把disptach到各个CPU上。劳伦斯.利弗莫尔那帮造原子弹的家伙最喜欢了，他们有世界上最昂贵的玩具，可以理解)每个OS都调度下一个线程而不是N个线程开始运行。这3个OS都有利用CACHE(warm affinity)和负载均衡的机制。对超线程CPU，FreeBSD能尽量将多个线程保持在一个CPU节点上(当然可能是不同的CPU超线程上)。Solaris也有类似机制，不过是在用户和应用的控制下，而且并不限于CPU的超线程，他们的术语是processor sets，FreeBSD的叫法是processor groups和其他2个OS最大的不同是，Solaris同时支持多个“scheduling classes”。3个OS都支持POSIX的SCHED_FIFO，SCHED_RR和SCHED_OTHER (或者SCHED_NORMAL)。SCHED_FIFO 和SCHED_RR通常支持实时线程(我不同意。。。但是照翻。。。)。

Solaris和Linux为支持实时线程都支持了内核抢占。Solaris支持fixed priority类，system class