线程调度

单线程

单线程顺序执行，所有函数的调用和返回都是线性的，每次运行的结果一致。不用有线程间抢占的问题；

多线程

多线程中，多个线程可以同时或者交替运行，他们的执行顺序取决于操作系统调度器和线程同步机制；

操作系统调度器

调度器（Scheduler）操作系统内核中有一个调度器（Scheduler），它负责决定哪个线程（或进程）在什么时候运行。
调度器是实现多任务并发的关键组件。

调度策略：调度策略定义了操作系统如何选择一个线程去执行；

1. 时间片轮转:每个线程被分配一个时间片，以轮转的方式运行，有助于保证每个线程获得等量的CPU时间。
2. 优先级调度: 每个线程根据优先级获得调度，高优先级的线程先运行。
3. 抢占式调度:如果有更高优先级的线程准备就绪，会中断当前线程；实时系统经常使用此策略；保证关键任务实时响应；
4. 非抢占式调度:当前线程执行直到它主动让出 CPU（如调用 sleep/yield）
5. 多级反馈队列:结合了轮转和优先级调度的特点，根据线程的行为和需求动态调整其优先级。

举例：

策略	描述
SCHED_OTHER	非实时线程，默认策略，默认优先级是0；基于时间片 + nice （+19~-20）值越小，线程越容易被调度。
SCHED_FIFO	实时策略，**先进先出，无时间片限制 ** ;优先级高的线程会一直运行，直到他主动放弃cpu
SCHED_RR（Round-Robin, RR）	实时策略，时间片轮转;优先级高的线程运行一段时间后可以被抢占
SCHED_DEADLINE	适用于硬实时任务，指定 deadline 时间

线程同步机制

https://www.cnblogs.com/chivalrySun/p/18872633
1.互斥锁：保证同一时间只有一个线程访问关键代码。
2.条件变量：线程等待某个条件成立再继续执行。
3.信号量：控制线程数量，或者让某线程等待另一个线程的信号。
4.屏障：让多个线程在某一点上同步，全部到达后才继续。

什么时候会进行调度？

1. 当前线程主动放弃 CPU
   调用如 sleep()、pthread_cond_wait()、usleep()、pause()、read()（阻塞）等函数；线程进入阻塞/等待状态，系统会从就绪队列中调度另一个线程运行。

2. 时间片用完（抢占式调度）
   对于使用时间片策略（如 SCHED_OTHER 或 SCHED_RR）的线程，运行时间达到系统分配的时间片长度后会被强制中断；内核调度器选择另一个就绪线程运行。

3. 有更高优先级线程准备就绪
   如果有一个实时线程（SCHED_FIFO 或 SCHED_RR）或更高优先级线程就绪，调度器会立刻抢占当前线程；此为“抢占式调度”。

4. 中断处理后调度
   比如硬件 I/O 完成触发中断，唤醒了某个线程；调度器可能立即切换到这个线程。

5. 从内核态返回用户态前（如系统调用返回时）
   某些系统调用（比如 write()、select() 等）完成后，可能会触发调度；这是为了检查是否有更高优先级的线程需要运行。

6. 线程/进程终止
   当前线程执行结束（调用 pthread_exit() 或函数返回），调度器必须选择另一个线程运行。

实际执行顺序

线程的执行顺序在多线程程序中并不由程序代码决定，而是由操作系统调度器根据调度策略动态决定的。
如果希望控制多线程中的执行顺序，需要结合调度策略和线程同步机制共同使用；

一般来讲线程执行顺序取决于以下几个因素：

• 线程的优先级；
• 是否正在等待资源（I/O、锁等）；
• CPU 是否空闲/负载是否过高；
• 系统是否是多核，多线程能否并行运行；
• 调度器当前状态（例如 RT 优先级线程插入）。

参考链接：
https://blog.csdn.net/weixin_45842280/article/details/135897687
https://www.cnblogs.com/chay/p/10587477.html
https://docs.redhat.com/zh-cn/documentation/red_hat_enterprise_linux_for_real_time/8/html/optimizing_rhel_8_for_real_time_for_low_latency_operation/con_thread-scheduling-policies_optimizing-rhel8-for-real-time-for-low-latency-operation
https://blog.csdn.net/luohaha66/article/details/134051122
https://www.ibm.com/docs/zh/aix/7.3.0?topic=programming-scheduling-threads
https://juejin.cn/post/7348864869230116883