Linux通过nice和renice命令调整进程优先级，nice值范围为-20到19，值越低优先级越高，-20为最高优先级，19为最低，默认值为0；普通用户可提升nice值（降低优先级），但需root权限才能设置负值（提高优先级）；nice值影响CFS调度器的vruntime计算，从而调节CPU资源分配，实现公平调度；此外，ionice用于I/O优先级控制，cgroups可对CPU、内存等资源进行细粒度限制，taskset则用于设置CPU亲和性，这些工具共同构成Linux多层级的进程资源管理体系。
在Linux中调整进程优先级，主要是通过
nice和
renice这两个命令来实现的。简单来说，
nice值越低，进程获得CPU时间片的可能性就越大，优先级也就越高。这就像是给你的任务在CPU的排队系统中，加塞或者往后挪，但它是一个“友善”的加塞，系统会根据这个值来“建议”调度器如何分配资源。
解决方案
要调整Linux进程的优先级，我们主要依赖两个核心工具：
nice用于在启动新进程时设置其优先级，而
renice则用于修改一个正在运行的进程的优先级。
nice值的范围通常是
-20到
19。其中，
-20代表最高的优先级（最“不nice”），而
19则代表最低的优先级（最“nice”）。默认情况下，所有新启动的进程
nice值都是
0。
启动新进程时设置优先级（使用 nice
）
当你想要启动一个新程序，并希望它以特定的优先级运行时，可以使用
nice命令。
-
降低优先级（变得更“nice”）： 如果你有一个计算密集型任务，但又不想它占用过多系统资源，可以给它一个正的
nice
值，比如10
。nice -n 10 your_command_here
或者更简洁地：
nice your_command_here # 默认nice值为10
这里需要注意，
nice
命令不带-n
参数时，默认会将nice
值设置为10
。 -
提高优先级（变得更“不nice”）： 如果你有一个对响应时间要求极高的任务，并且你有足够的权限（通常需要root用户或使用
sudo
），你可以给它一个负的nice
值。sudo nice -n -10 your_critical_command
普通用户无法设置负的
nice
值，尝试这样做会报错。这是出于系统稳定性和公平性的考虑。
修改正在运行进程的优先级（使用 renice
）
当一个进程已经在运行中，但你觉得它的优先级不合适，需要调整时，
renice命令就派上用场了。
renice可以根据进程ID（PID）、用户ID（UID）或进程组ID（PGID）来修改优先级。
-
根据PID修改： 这是最常用的方式。首先你需要找到进程的PID（可以使用
ps aux | grep your_process_name
）。假设你想将PID为12345
的进程的nice
值设置为5
：renice 5 -p 12345
如果你想提高一个进程的优先级（例如，将其
nice
值设置为-5
），同样需要root权限：sudo renice -5 -p 12345
-
根据UID修改： 修改某个用户所有进程的优先级。例如，将用户
john
的所有进程的nice
值设置为15
：renice 15 -u john
-
根据PGID修改： 修改某个进程组所有进程的优先级。
renice 10 -g 5678
使用
top或
htop等工具可以实时查看进程的
nice值（通常显示为
NI列）。通过观察这些值，你可以更好地理解和管理系统资源。
Linux中nice值的工作原理是什么？它如何影响系统性能？
在我看来，
nice值并非一个“硬性”的优先级指令，而更像是一个给Linux调度器（特别是现在的CFS，Completely Fair Scheduler）的“建议”或“权重”。它的核心思想是“公平”，但这种公平是可以被调节的。
当一个进程的
nice值被设置为负数时，它告诉调度器：“嘿，这个进程对CPU时间的需求更迫切，给它多一点关注。”反之，正的
nice值则表示：“这个进程不那么紧急，可以稍微等等，把CPU多让给别人。”CFS通过一个虚拟运行时（
vruntime）的概念来追踪每个进程的CPU使用情况。
nice值实际上影响的是进程在
vruntime增长时的速度。
nice值越低，
vruntime增长得越慢，这意味着调度器会认为这个进程“欠”了CPU更多时间，从而在下次调度时更倾向于选择它。
这种机制对系统性能的影响是显而易见的。如果你有一个CPU密集型任务，比如视频编码或者复杂的科学计算，但它并非实时性要求很高，你可以给它一个较高的
nice值（比如
10或
15）。这样，它会在后台默默运行，但不会完全霸占CPU，导致你的桌面环境卡顿，或者其他更重要的交互式应用响应迟缓。系统仍然能保持流畅，而你的后台任务也能逐步完成。
反过来，如果你的系统上跑着一个对延迟极其敏感的服务，比如一个数据库服务器的关键查询进程，或者一个实时音频处理应用，那么给它一个负的
nice值（如果权限允许），就能确保它在CPU竞争中占据优势，减少延迟，提高响应速度。但这里有个微妙的平衡：过度使用负
nice值，尤其是对多个进程，可能会导致某些低优先级进程被“饿死”，长时间得不到CPU资源，从而影响整体系统稳定性或用户体验。所以，这更像是一种精细的调校，而不是一味地追求最高优先级。
普通用户可以调整进程优先级吗？有哪些权限限制？
是的，普通用户可以调整进程的优先级，但这存在显著的权限限制，主要是为了维护系统的稳定性和公平性。
作为一个普通用户，你只能将进程的nice
值调高（即降低优先级）。这意味着你可以从默认的
0调整到
1到
19之间的任何值。比如，你可以启动一个
nice -n 5 my_heavy_script.sh，或者将你自己拥有的一个正在运行的进程通过
renice 10 -p来降低其优先级。这样做通常不会带来系统风险，因为你只是在告诉系统“我的这个任务可以慢一点”，这有利于其他用户或系统关键进程获得更多资源。
然而，普通用户无法将进程的nice
值调低（即提高优先级，设置为负值）。如果你尝试执行
nice -n -5 my_command或
renice -5 -p（针对非root拥有的进程），系统会返回一个“Permission denied”或类似的错误。这个限制是Linux设计中的一个重要安全特性。想象一下，如果任何用户都能将自己的进程优先级调到最高，那么一个恶意用户或一个编写糟糕的程序就可能轻易地独占CPU资源，导致整个系统响应缓慢甚至崩溃，影响到所有其他用户和关键系统服务。
因此，要设置负的
nice值，你必须拥有
root权限，通常通过
sudo命令来实现。这确保了只有系统管理员才能做出可能影响系统整体性能的关键决策，从而更好地平衡系统资源，避免滥用。这在我看来是相当合理的，它在赋予用户一定灵活性的同时，也筑起了一道防止系统被轻易拖垮的防线。
除了nice/renice，还有哪些高级方法可以管理Linux进程优先级？
除了
nice和
renice这种相对粗粒度的优先级调整，Linux还提供了一些更高级、更精细的资源管理机制。这些方法通常用于更复杂的场景，例如服务器环境中的资源隔离或性能调优。
一个值得提及的是
ionice，它与
nice类似，但专注于I/O优先级。当你的系统瓶颈不在CPU，而是在磁盘I/O时，
ionice就显得非常有用。你可以用它来指定进程的I/O调度类别（如
idle、
best-effort、
realtime）和优先级。例如，一个后台的数据备份任务，你可以将其
ionice设置为
idle，这样它只会在磁盘空闲时才进行I/O操作，完全不影响前台应用的响应速度。
ionice -c 3 -n 7 your_backup_script.sh # 设置为idle类别，nice值为7
或者，如果你有一个对I/O延迟敏感的服务，你可以尝试：
ionice -c 2 -n 0 your_database_process # 设置为best-effort类别，nice值为0
更进一步，Linux的Control Groups (cgroups) 提供了一个强大的机制，用于对进程组进行资源管理和隔离。
cgroups远不止优先级调整，它允许你对CPU时间、内存、I/O带宽、网络带宽等多种资源进行细致的分配和限制。你可以创建一个
cgroup，指定它能使用的CPU时间百分比，或者最大I/O速率，然后将一个或多个进程放入这个
cgroup中。这对于多租户环境或需要严格资源隔离的容器化场景（如Docker）来说是不可或缺的。
cgroups是Linux内核层面的资源管理，比
nice这种“建议性”的优先级调整要“强制”得多。
# 示例：创建一个cgroup限制CPU使用 sudo mkdir /sys/fs/cgroup/cpu/my_limited_group sudo sh -c "echo 50000 > /sys/fs/cgroup/cpu/my_limited_group/cpu.cfs_quota_us" # 限制为50% CPU sudo sh -c "echo 100000 > /sys/fs/cgroup/cpu/my_limited_group/cpu.cfs_period_us" sudo sh -c "echo> /sys/fs/cgroup/cpu/my_limited_group/tasks" # 将进程加入cgroup
最后，
taskset命令可以用来设置或查询进程的CPU亲和性（CPU affinity）。这意味着你可以将一个进程或进程组“绑定”到特定的CPU核心上。这在某些高性能计算场景下非常有用，可以减少缓存失效，提高性能，尤其是在NUMA架构的系统上。但对于日常使用，或者不清楚多核CPU架构的细节时，通常不需要动用这个工具。
总的来说，
nice和
renice是快速、简单的优先级调整工具，适用于大多数日常优化。而
ionice、
cgroups和
taskset则提供了更深层次、更精细的资源控制能力，是系统管理员和高级用户在面对复杂性能挑战时的利器。它们各有侧重，共同构成了Linux强大的进程管理体系。
