调度单元有三种状态：

1. 睡眠：不在 CPU 运行队列里
2. PENDING：调度单元被唤醒，比如网络数据包到达，IO ready等，进程被唤醒，进入运行队列，但是还没得到 CPU 时间片
3. 运行：调度单元得到 CPU 控制权，开始运行

调度延时其实就是指进程被唤醒，进入运行队列到得到 CPU 时间片之间的等待时间，也就是处于 PENDING 状态的时间

Linux 通过一个红黑树来维护所有进程的状态，每个 CPU 都会有一个运行队列，管理所有进程和进程组【注意，进程组也是内核的一个基本的调度单元】

每个调度单元都会有一个 vruntime 的属性，用来记录当前调度单元以运行的虚拟时间

为了简化问题，我们只考虑单个 CPU 上的运行队列的调度逻辑，跨 CPU 还涉及时间片重算等更复杂的逻辑，暂不描述

CFS 调度的基本如下：

1. 从 CPU 运行队列选择一个 vruntime 最小的进程 → 公平性原则，目的是要确保所有进程都尽可能的得到调度
2. 进程运行完毕之后，更新vruntime，重新放入运行队列里等待下次被调度

CFS 为了实现完全公平的目的，在很多场景下，都牺牲了优先级

1. 最小时间片

CFS 有一个调度周期的概念，公平的要义在于：在一个调度周期内，确保每个调度单元都能得到调度的机会

假设一个 CPU 运行队列里有两个进程 P1和P2，假设 P1和P2 都是 CPU-bound 进程，那么各自都能得到 12ms 的运行时间

如果再多一个进程 P3，那每个周期内，每个进程只能拿到4ms的时间片

再多一个进程的时候是这个样子的

但是时间片不可能会按照进程数无限的切分下去，内核有一个最小值，一旦小于这个值，时间周期就会被延长，确保每个进程都能得到一次调度的机会

也就是说，调度周期是这么决定的

period = max(sched_latency_ns, sched_min_granularity_ns * nr_tasks)

sched_latency_ns 当前我们服务器默认是24ms

sched_min_granularity_ns 默认是4ms

你可以想象，假如一个 CPU 上跑了1000多个进程，其中只有一个高优先级的进程，最坏情况下，高优先级进程可能得等 999 * 4ms = 4s 才能得到下一次调度的机会

实际情况可能远没有这么夸张，但是也相当夸张，调度延时在100ms级别是非常常见的

实际情况没有这么夸张的几个原因：

1. 调度域非常大，容器进程都分散到所有 CPU 上面去了，机器利用率不高，风险降低了很多
2. 进程绝大部分都不会执行完一个时间片，因为各种 IO 操作，sleep 系统调用，锁操作，都会导致进程进入睡眠状态，从而让出 CPU

2. 睡眠补偿

如果一个进程一直在睡眠，那么它的 vruntime 是非常小的，当睡眠中的进程被唤醒时，基于 CFS 的调度逻辑，会一直持续运行当前进程，知道 vruntime 不是最小的时候，才会选择下一个进程来调度

理论上来说，其实睡眠中的进程，不应该计算 vruntime，因为这部分睡眠的时间，是这个进程放弃运行的时间

因此，内核为了解决 sleep 进程获得过长时间的问题，增加了一个阈值限制，当进程被唤醒时，取当前运行队列的最小vruntime，并 + 上一个偏移量，这个偏移量默认是 1/2 个调度周期，12ms

也就是说，当进程被唤醒之后，至少会得到 4ms 完整的运行时间，这个时间不可被中断，除非进程主动让出 CPU

static void place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial) { u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;   /* * The 'current' period is already promised to the current tasks, * however the extra weight of the new task will slow them down a * little, place the new task so that it fits in the slot that * stays open at the end. */ if (initial && sched_feat(START_DEBIT)) vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);   /* sleeps up to a single latency don't count. */ if (!initial) { unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;   /* * Halve their sleep time's effect, to allow * for a gentler effect of sleepers: */ if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS)) thresh >>= 1;   vruntime -= thresh; }   /* ensure we never gain time by being placed backwards. */ se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime); }

极端情况下，我们可以模拟一个进程，不断的睡眠和被唤醒，就可以触发这个逻辑

3. 最短保证运行时间

CFS 还有一个机制，就是 sched_min_granularity_ns ，主要是为了保证时间片机制不会被无限分割下去的一个防御机制

确保每个可调度的进程，都有一个足够的 CPU 时间片

在 sched_min_granularity_ns 时间内，除非进程主动让出 CPU，否则其他所有进程都必须在队列里等待