CPU Zamanlama

CPU zamanlama, kernel'ın bir parçası olan zamanlayıcının (scheduler) işidir; her an hangi hazır thread veya process'in her CPU çekirdeğinde çalışacağını seçer. Tipik bir bilgisayarda çekirdeklerden çok daha fazla çalıştırılabilir görev vardır; bu yüzden zamanlayıcı saniyede birçok kez aralarında geçiş yapar ve her şeyin aynı anda çalıştığı yanılsamasını yaratır.

Çoğu modern sistem kesintili (preemptive) zamanlama kullanır: her görev kısa bir zaman dilimi alır ve süresi dolduğunda ya da daha yüksek öncelikli bir görev hazır olduğunda kernel görevi keser, durumunu kaydeder ve bağlam geçişi (context switch) denen bir adımda başka bir görevi yükler. Klasik algoritmalar arasında ilk gelen ilk hizmet alır (FCFS), en kısa iş önce (SJF), round robin ve öncelikli zamanlama vardır; gerçek kernel'lar bu fikirleri birleştirir. Örneğin Linux uzun yıllar Completely Fair Scheduler'ı kullandı ve 2023'te EEVDF zamanlayıcısına geçti; ikisi de her göreve CPU zamanından adil bir pay vermeyi hedefler.

İyi bir benzetme, kasiyerin her müşteriye bir dakika hizmet verip sıradaki kişiye geçtiği tek bir kasa hattıdır. Herkes istikrarlı biçimde ilerler ve tek ürünlü bir alışverişçi dolu bir arabanın arkasında uzun süre takılıp kalmaz. Zamanlayıcılar farklı yönlere çeken hedefleri dengeler: yüksek verim, etkileşimli uygulamalar için düşük gecikme, adalet ve enerji verimliliği.

CPU zamanlama, cron gibi iş zamanlama araçlarından farklıdır. Cron işi, bir görevin saatler arayla olabilen hangi saatte başlayacağına karar verir; CPU zamanlayıcı ise zaten çalışmakta olan hangi görevin önümüzdeki birkaç milisaniye boyunca işlemciyi kullanacağına karar verir. Kodunuz thread'ler oluşturabilir, ancak her birinin gerçekte ne zaman çalışacağına nihayetinde zamanlayıcı karar verir.