Android CGroup实际情况调研

内容概要：对于Android线程所属的CGroup，一些资料认为是通过线程优先级来进行划分的。但经实践，发现部分Android版本与该观点并不一致，那么实际情况又是怎样的呢？本篇文章就该问题进行了探讨。 

一、CGroup简要介绍

在Linux中，不同线程分配cpu时间片的策略首先是基于线程优先级的，线程优先级越高，越容易分配到cpu。但是这样就产生了低优先级线程一直都被抢占cpu时间的问题，为解决该问题，Linux 2.6.23版本中引入了CFS策略，该策略不但会参考单个线程的优先级，还会追踪每个线程已经获取到的time slice数量，如果高优先级的线程已经执行了很长时间，但低优先级的线程一直在等待，后续系统会保证低优先级的线程也能获取更多的CPU时间。但这就产生了新的问题：优先级高的线程并不一定总能在争取时间片上有绝对的优势，反映在Android中，就会出现UI线程被后台线程抢占cpu时间的问题。所以在Linux 2.6.24中又引入了cgroups的概念，让从属于特定CGroup的线程能够占据更多的时间片而不被低线程抢占，从而提升了总体效率 [1]。

private static final ThreadFactory sDBThreadFactory = new ThreadFactory() {
        private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger(1);

        public Thread newThread(@NonNull Runnable r) {
            WorkerRunnable wr = new WorkerRunnable(r, Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
            return new Thread(wr, "Async DB Thread #" + mCount.getAndIncrement());
        }
};

private static class WorkerRunnable implements Runnable {
        Runnable runnable;
        int priority;
        String tag;

        public WorkerRunnable(Runnable runnable, int priority) {
            this(runnable, priority, "WorkerRunnable");
        }

        public WorkerRunnable(Runnable runnable, int priority, String tag) {
            this.runnable = runnable;
            this.priority = priority;
            this.tag = tag;
        }

        @Override
        public void run() {
            android.os.Process.setThreadPriority(priority);
            runnable.run();
        }

        @Override
        public String toString() {
            return tag + ":" + runnable;
        }
    }

而在Android 4.1中，无论是否处于前台，其cgroup都为bg：

int get_sched_policy(int tid, SchedPolicy *policy)
{
#ifdef HAVE_GETTID
    if (tid == 0) {
        tid = gettid();
    }
#endif
    pthread_once(&the_once, __initialize);
    if (__sys_supports_schedgroups) {
        char grpBuf[32];
        if (getSchedulerGroup(tid, grpBuf, sizeof(grpBuf)) < 0)
            return -1;
        if (grpBuf[0] == '\0') {
            *policy = SP_SYSTEM;
        } else if (!strcmp(grpBuf, "apps/bg_non_interactive")) {
            *policy = SP_BACKGROUND;
        } else if (!strcmp(grpBuf, "apps")) {
            *policy = SP_FOREGROUND;
        } else {
            errno = ERANGE;
            return -1;
        }
    } else {
        int rc = sched_getscheduler(tid);
        if (rc < 0)
            return -1;
        else if (rc == SCHED_NORMAL)
            *policy = SP_FOREGROUND;
        else if (rc == SCHED_BATCH)
            *policy = SP_BACKGROUND;
        else {
            errno = ERANGE;
            return -1;
        }
    }
    return 0;
}

上述代码基本逻辑概要如下：

该方法首先查看变量__sys_supports_schedgroups是否为true，

而/proc/<pid>/cgroup 文件中的2:cpu:的值又是怎样写进去的呢？参考Linux源码cgroup.c中的处理 [7]和相关资料 [8]，发现创建的子线程也是同样用的所属进程的cgroup。

接下来是Android4.1.1，他直接使用sched_getscheduler，也就是我们之前sched_setscheduler设置的policy：

sched_setscheduler(tid, (policy == SP_BACKGROUND) ? SCHED_BATCH : SCHED_NORMAL, ¶m);

而sched_setscheduler则是由set_sched_policy调用：

if (gDoSchedulingGroup) {
    if (prio >= ANDROID_PRIORITY_BACKGROUND) {
        set_sched_policy(androidGetTid(), SP_BACKGROUND);
    } else if (prio > ANDROID_PRIORITY_AUDIO) {
        set_sched_policy(androidGetTid(), SP_FOREGROUND);
    } else {
         // defaults to that of parent, or as set by requestPriority()
    }
}