Linux 进程优先级详解：调度规则与调整方法

进程优先级是 CPU 调度进程的'先后规则'：系统会给不同进程分配优先级，优先级高的进程能更优先获得 CPU 等资源的访问权（即'谁先访问、谁后访问'）。

它和'权限'是不同概念：

• 优先级 → 决定资源访问的顺序（谁先用 CPU）；
• 权限 → 决定资源访问的资格（能不能用某个文件 / 设备）。

简单说，进程优先级是'资源调度的先后顺序规则'，用来让系统更高效地分配 CPU 时间。

2、为什么要有进程优先级？

因为资源是有限的，但进程是多个的，进程之间天然存在资源竞争关系（竞争性）。

操作系统需要通过'进程优先级'实现良性竞争：

• 避免进程长期抢不到 CPU 资源（即'饥饿问题'），否则进程代码无法推进，在用户层会表现为'应用无响应'；
• 让更重要的进程优先获得资源，提升系统整体的效率与响应性。

三、如何查看进程优先级？

在 Linux 或 Unix 系统中，用 ps -l 命令则会类似输出以下几个内容：

我们很容易注意到其中的几个重要信息：

• UID : 代表执行者的身份
• PID : 代表这个进程的标识符
• PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的标识符
• PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行
• NI ：代表这个进程的 nice 值，会影响进程的优先级（PRI）

1、UID 是什么

在操作系统中，UID（用户标识符）是系统唯一识别用户的标识：昵称（用户名）是给人看的，可能存在重复；但 UID 是系统分配的数字编号（比如 Linux 中 root 的 UID 固定为 0），每个用户的 UID 在系统内是唯一的，不会重复。

所以系统实际是通过 UID 来区分不同用户的，而不是依赖可能重复的用户名。

从图中我们可以看到，ls 指令加上 -n 选项后，对应的文件拥有者和文件所属组的位置被 1001 这样的数字替代了，1001 就代表了当前文件拥有者的 UID 也就是用户的唯一标识符。

2、UID 和 PID 的区别

四、如何理解 PRI and NI

1. 在 Linux 的进程管理中，PRI 和 nice 值是控制进程 CPU 执行顺序的核心指标。
2. PRI 指的是进程优先级，它的数值大小直接决定了进程被 CPU 调度的先后顺序 ——PRI 的值越小，进程的优先级就越高，会更早获得 CPU 执行的机会。
3. 而 nice 值则是用来调整 PRI 的修正参数。系统中 PRI 的默认初始值是 80，新的 PRI 会按照'PRI(new) = PRI(old) + nice'的规则计算（每次调整时，PRI (old) 都以默认的 80 为基准）。比如当 nice 值设为负数时，PRI 会被减小，对应的进程优先级就会升高，能更快被 CPU 执行。

简单来说，在 Linux 里调整进程的优先级，本质就是调整它的 nice 值。nice 值的取值范围是 -20 到 19，共包含 40 个级别，从 -20（让进程优先级最高）到 19（让进程优先级最低），覆盖了不同场景下的调度需求。

从图中可以看到进程默认优先级是 80，也就代表了我们所能调整的最终优先级范围是 [60, 99]。

进程 nice 值与优先级调整说明

虽然进程优先级可以通过修改 nice 值调整，但不能无限制提升优先级（比如无法通过'大幅修改 nice 值'让进程一直被调度）——因为 Linux 对 nice 值的调整范围做了限制，仅允许在 [-20, 19] 区间内调整（nice 值越小，进程优先级越高）。这是系统为避免单个进程过度抢占资源、保证整体稳定性而设置的约束，不会开放过度的优先级干预权限。

五、如何修改进程优先级？

1、top 调整进程优先级

启动 top：在终端输入 top，进入进程监控界面； 进入优先级调整模式：按下键盘上的 r 键（代表'renice'，调整 nice 值）； 输入目标进程的 PID：此时界面会提示'PID to renice:'，输入要调整的进程 PID 后按回车； 输入新的 nice 值：接着提示'Renice PID [目标 PID] to value:'，输入想要设置的 nice 值（范围 [-20, 19]），按回车完成调整。

【注意事项】

1. 普通用户只能把 nice 值调大（降低进程优先级），只有 root 用户能调小（提高优先级）；
2. 调整后可以在 top 界面的 NI 列，看到该进程的 nice 值已更新。

【修改演示】

从图中可以看到 PRI 和 NI 确实被修改了，有些同学可能疑惑：为啥查进程 PRI 和 NI 时用了 ps -la 而不是 -l 选项？这是因为 ps -l 只显示当前终端下的进程 —— 哪怕是同一用户，只要进程是在其他终端启动的，ps -l 就不会显示；而 ps -la 的 -a 参数能显示所有终端的进程，所以能稳定查到目标进程的 PRI 和 NI（图中 test 进程的 PRI、NI 已成功修改）。

2、修改 NI 值的特殊情况

如果我修改的 NI 超过可修改范围，最终的 NI 值会是多少呢？

如果修改的 NI 值超出了合法范围（[-20, 19]），系统会自动按边界值生效：比如图中尝试设 NI 为 30，最终会取最大值 19；若设为 -21，则会取最小值 -20。

六、进程的竞争性、独立性、并行、并发

竞争性: 系统进程数目众多，而 CPU 资源只有少量，甚至 1 个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级。

▶ 比如服务器同时跑着业务程序、日志脚本、备份进程，CPU 只能轮流处理它们，优先级就是'规则'—— 让核心业务先抢到 CPU，避免卡顿。

独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰。

▶ 每个进程都有自己的'独立空间'，像你开着的浏览器和音乐播放器，浏览器崩溃不会影响音乐播放，就是独立性在隔离资源。

并行: 多个进程在多个 CPU 下分别，同时进行运行，这称之为并行。

▶ 如果服务器有 4 个 CPU 核心，进程 A、B、C、D 可以同时在 4 个核心上跑，是真正的'同时执行'，能直接提升整体效率。

并发: 多个进程在一个 CPU 下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发。

▶ 只有 1 个 CPU 时，系统会快速切换进程（比如先跑进程 A 10ms，再切到进程 B 10ms），宏观上看这些进程像'同时在跑'，但微观是 CPU 在轮流处理。