LinuxのCFSとEEVDFを整理する - スケジューラはなぜ赤黒木を使うのか

はじめに 動かしながらゼロから学ぶLinuxカーネルの教科書 第2版 上記の技術書を読んでいてスケジューラ周りの理解が曖昧だったので、生成AIや公式ドキュメントを使って整理した。 CFS (Completely Fair Scheduler) とは Linux 2.6.23から導入されたプロセススケジューラ。「全プロセスに公平にCPU時間を与える」という思想で設計されている。 vruntime(仮想実行時間) vruntimeは「実際の実行時間をNICE値で補正した値」で、CFSの核心となる指標。 vruntime += 実際のCPU時間 × (1024 / プロセスの重み) NICE値が低い(優先度高)→ 重みが大きい → vruntimeの増加が遅い → より長くCPUを使える NICE値が高い(優先度低)→ 重みが小さい → vruntimeの増加が速い → すぐ交代させられる CFSは「vruntimeが最も小さいプロセスを次に実行する」というルールで動く。後ろ向きの指標(過去の使用量の累積)であることがEEVDFとの本質的な差になる。 NICE値と重み NICE値は -20(最高優先度)〜 +19(最低優先度)の範囲で、内部的に重みに変換される。 NICE 0 → weight 1024 NICE -1 → weight 1277(約1.25倍) NICE +1 → weight 820(約0.8倍) NICE -20 → weight 88761 NICE +19 → weight 15 1段階変わるごとに約10%のCPU時間が変化する設計になっている。 タイムスライスとスケジューリングレイテンシ スケジューリングレイテンシは「全プロセスが最低1回実行されるべき目標周期」。デフォルト約6〜24ms(プロセス数による)。 タイムスライスはその比例配分: タイムスライス = スケジューリングレイテンシ × (タスクの重み / キュー内の全タスクの重みの合計) 具体例: ...

March 1, 2026 · 2 min