Lệnh nice trong Linux: đặt độ ưu tiên, đổi bằng renice và đo thực tế phần CPU khi tranh chấp

Lệnh nice trong Linux là lệnh đặt giá trị nice (-20~19), quyết định một chương trình sẽ nhường CPU cho tác vụ khác bao nhiêu khi chạy. Trên một server AlmaLinux 9, hai tác vụ được gắn vào một lõi CPU và đo trong lúc thay đổi giá trị nice; kết quả là phần CPU chỉ bị chia khi tranh chấp CPU, và tác vụ nice 19 chỉ dùng 1,4%.

Tiến trình đang chạy được đổi bằng renice, còn việc nhường ở phía ổ đĩa do ionice đảm nhận. Với cả ba lệnh, đầu ra được đưa nguyên như khi chạy trực tiếp bằng tài khoản root và tài khoản thường.

1️⃣ Lệnh nice trong Linux: phạm vi giá trị và phần CPU khi tranh chấp

Giá trị nice là con số quyết định mức nhường khi chia thời gian CPU, có thể đặt từ -20 đến 19. Chương trình thường chạy với 0; -20 được xử lý trước nhất và 19 nhường nhiều nhất.

Dễ nghĩ rằng số càng lớn càng được xử lý trước, nhưng giá trị nice thì ngược lại. Bộ lập lịch của Linux gán trọng số cho từng giá trị nice và chia thời gian CPU theo tỉ lệ đó: nice 0 là 1024, 10 là 110 và 19 là 15.

Việc nhường chỉ xảy ra khi tranh chấp CPU. Nếu có CPU rảnh, tác vụ nice 19 cũng chạy ngay mà không phải chờ. Giống như ghế ưu tiên trên xe buýt: khi còn trống ai cũng ngồi được, chỉ khi xe đông mới nhường chỗ.

Bảng trọng số này là mảng [sched_prio_to_weight] trong mã nguồn kernel Linux [kernel/sched/core.c], được thiết kế để mỗi khi giá trị nice tăng 1 thì thời gian CPU giảm khoảng 10%.

2️⃣ Cách dùng nice cơ bản: +10 khi bỏ số, và giá trị ngoài phạm vi

Đặt một lệnh sau nice thì lệnh đó chạy với giá trị nice đã đổi; gõ nice không kèm lệnh thì sẽ in giá trị nice của shell hiện tại.

nice

0

Ví dụ dưới đây là lệnh để bash được chạy tự in giá trị nice của chính nó bằng [ps -o ni=]. Chạy không có -n thì giá trị hiện tại được cộng 10, còn -n 5 thì cộng 5.

nice bash -c 'ps -o ni= -p $$'

 10

nice -n 5 bash -c 'ps -o ni= -p $$'

  5

Giá trị vượt phạm vi được đưa về giá trị biên mà không báo lỗi, nên -n 50 chạy với 19.

nice -n 50 bash -c 'ps -o ni= -p $$'

 19

Chỉ tài khoản root mới đẩy lên trước bằng giá trị âm được. Tài khoản thường sẽ nhận cảnh báo [cannot set niceness], và lệnh vẫn chạy với nice 0.

# tài khoản thường
nice -n -5 bash -c 'ps -o ni= -p $$'

nice: cannot set niceness: Permission denied
  0

# tài khoản root
nice -n -5 bash -c 'ps -o ni= -p $$'

 -5

Tiến trình con do lệnh chạy bằng nice khởi chạy tiếp cũng chạy với cùng giá trị nice.

nice -n 7 bash -c 'sleep 1 & ps -o ni= -p $!'

  7

Vì vậy, nếu chạy một script bằng nice thì mọi lệnh bên trong cũng nhường theo.

3️⃣ renice: đổi giá trị nice của tiến trình đang chạy

nice chỉ đặt giá trị lúc khởi chạy, nên tiến trình đang chạy được đổi bằng renice. Trước tiên hãy kiểm tra PID và giá trị hiện tại ở cột NI của top hoặc bằng ps.

ps -o pid,ni,cmd -p 201643

    PID  NI CMD
 201643   5 sleep 600

renice -n 10 -p 201643

201643 (process ID) old priority 5, new priority 10

Như đầu ra cho thấy, renice -n không cộng vào giá trị hiện tại mà đặt thành giá trị chỉ định, nên kết quả là 10 chứ không phải 15 (5 cộng 10). Không giống bấm nút ▲ trên điều khiển máy lạnh để tăng một nấc, mà giống đặt nhiệt độ mong muốn là 24 độ.

Tài liệu chính thức của util-linux cũng mô tả -n là giá trị tuyệt đối, còn cách cộng thêm do tùy chọn [--relative] ở phiên bản mới đảm nhận. util-linux 2.37.4 được thử nghiệm chưa có tùy chọn này.

Tài khoản thường chỉ có thể tăng giá trị cho tiến trình của mình, và đã tăng rồi thì không hạ lại được.

# tài khoản thường
renice -n 10 -p 201649

201649 (process ID) old priority 0, new priority 10

renice -n 5 -p 201649

renice: failed to set priority for 201649 (process ID): Permission denied

Tài khoản root cũng hạ được, và trong cùng lần thử đã đổi thẳng 10 thành 3.

🔲 Trình mô phỏng nice · renice

Trong trình mô phỏng bên dưới, đăng nhập bằng tài khoản thường, bạn có thể tự gõ nice và renice để xem giá trị nice thay đổi.

4️⃣ Đo thực tế phần CPU khi tranh chấp: nice 0 vs 0·10·19

Tăng giá trị nice không phải lúc nào cũng làm tác vụ đó chậm đi. Phần CPU chỉ giảm khi tranh chấp cùng một CPU với tác vụ khác.

Hai tác vụ được gắn vào một lõi CPU (taskset), rồi script bên dưới, vốn đếm từng số một trong 5 giây, được chạy cùng lúc. Số đếm được càng lớn thì càng dùng nhiều thời gian CPU.

#!/bin/bash
end=$((SECONDS+5)); n=0
while [ $SECONDS -lt $end ]; do n=$((n+1)); done
echo $n

Script tăng n thêm 1 cho đến khi hết 5 giây, rồi in giá trị cuối cùng.

Hai tác vụ nice 0 chia đôi, nice 10 dùng khoảng 10% và nice 19 chỉ dùng 1,4%. Kết quả này khớp với tỉ lệ tính từ trọng số của kernel (1024 : 110 là 90,3 : 9,7, còn 1024 : 15 là 98,6 : 1,4).

Khi chạy riêng nice 19 trên cùng lõi, nó đếm được khoảng 650.000–1.140.000 lần trong 5 giây. Không có ai để nhường thì nice 19 cũng dùng trọn CPU; trong lúc thử, tải của server (load average) là 3–5.

5️⃣ ionice: nhường ở phía ổ đĩa và kiểm tra bộ lập lịch

nice chỉ quyết định phần CPU, nên với tác vụ đọc ghi ổ đĩa lâu như sao lưu, hãy dùng ionice để nhường cả thứ tự ổ đĩa. Chạy với -c3 (idle) thì tác vụ chỉ được xử lý khi không có chương trình nào khác dùng ổ đĩa.

ionice -c3 bash -c 'ionice -p $$'

idle

ionice -p $$

none: prio 0

Tiến trình không được chỉ định gì sẽ hiện là [none]; theo tài liệu kernel, nó được xử lý như lớp best-effort với thứ hạng tính từ giá trị nice của CPU.

Lớp của ionice chỉ có tác dụng khi bộ lập lịch ổ đĩa hỗ trợ, và tài liệu kernel ghi bfq và mq-deadline là các bộ lập lịch hỗ trợ. Cái nằm trong ngoặc vuông là bộ lập lịch đang được dùng.

cat /sys/block/nvme0n1/queue/scheduler

[none] mq-deadline kyber bfq

Ổ NVMe của server thử nghiệm là [none], nên theo tài liệu chính thức thì đặt ionice có thể không có tác dụng, và tác dụng không được đo riêng. Tên ổ đĩa kiểm tra bằng lsblk.

6️⃣ Dùng nice ở đâu: sao lưu·cron·wp-cli

Thêm nice cho những công việc mất nhiều thời gian nhưng không gấp. Nén bản sao lưu dùng cả CPU lẫn ổ đĩa, nên hãy đặt nice và ionice cùng lúc.

nice -n 19 ionice -c3 tar czf backup.tgz /home/example

Nếu công việc đang chạy làm server chậm đi, hãy xem PID trong top rồi tăng giá trị bằng renice; với công việc cron chạy hằng ngày, hãy đặt nice trước lệnh.

0 3 * * * nice -n 10 /usr/local/bin/backup.sh

Trên server WordPress, nếu chạy các công việc wp-cli lớn như search-replace hay tạo lại ảnh bằng nice -n 10, php-fpm, vốn xử lý yêu cầu của khách truy cập, sẽ được dùng CPU trước khi CPU bận.

nice -n 10 wp media regenerate --yes

Ngược lại, đừng tăng giá trị nice cho php-fpm hay chính web server. Nếu tiến trình trả lời khách truy cập nhường, trang sẽ phản hồi chậm hơn khi CPU bận.

🔢 FAQ & nội dung đề xuất

🧭 Nội dung đề xuất về tiến trình và lập lịch tác vụ 11 bài viết · 4 tham khảo

🗂️ Tiến trình và lập lịch tác vụ

▸📂 Kiểm tra·điều khiển tiến trình7

📄 Lệnh ps 📄 Lệnh top 📄 Lệnh nice trong Linux 📄 Lệnh kill 📄 Lệnh killall 📄 Chạy nền&tiền cảnh 📄 Lệnh uptime

▸📂 Lập lịch tác vụ1

📄 Thiết lập crontab

▸📂 WP-CLI · cron của WordPress3

📋 WP CLI: cài đặt và thiết lập 📄 WP-Cron(wp-cron.php) 📄 Tìm mẫu được đồng bộ: WP-CLI

▸🪐 Tham khảo4

📡 GNU Coreutils nice invocation 📡 renice(1) Linux manual page 📡 Block io priorities (tài liệu kernel) 📡 sched_prio_to_weight (mã nguồn kernel)

Linux · Tiến trình

Lệnh ps (lệnh tiến trình)

Lệnh ps in ra các tiến trình đang chạy.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Linux · Tiến trình

Lệnh top trong Linux (kiểm tra mức dùng CPU và bộ nhớ)

Lệnh top trong Linux cho biết trạng thái của hệ điều hành đang chạy, và tên của nó nghĩa là table of processes.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Linux · Tiến trình

Lệnh nice trong Linux: đặt độ ưu tiên, đổi bằng renice và đo thực tế phần CPU khi tranh chấp

Lệnh nice trong Linux là lệnh đặt giá trị nice (-20 đến 19), quyết định chương trình nhường CPU nhiều hay ít khi chạy.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Linux · Tiến trình

Lệnh kill trong Linux [kill -9 PID]

Lệnh kill trong Linux dùng để kết thúc tiến trình đang chạy.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Linux · Tiến trình

Lệnh killall trong Linux: cài đặt, cách dùng và tùy chọn

Lệnh killall trong Linux dùng để kết thúc một lúc các tiến trình được chỉ định.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Linux · Tiến trình

Chạy nền (Back Ground)&tiền cảnh (Fore Ground) trong Linux: điều khiển tiến trình

Tiến trình trong Linux chạy ở hai chế độ: nền (Back Ground) và tiền cảnh (Fore Ground).

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Linux · Tải server

Lệnh uptime trong Linux (kiểm tra thời gian chạy của server&tải trung bình 1, 5, 15 phút)

Lệnh uptime trong Linux dùng để kiểm tra tải trung bình của hệ thống và thời gian server đã chạy.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Linux · Lập lịch tác vụ

Linux: thiết lập crontab

crontab của Linux, có khái niệm giống Task Scheduler của Windows, là bộ lập lịch dùng khi cần sao lưu dữ liệu website và DB định kỳ, hoặc xóa các file như log vào thời điểm nhất định để bảo trì server.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

WordPress · WP-CLI

WP CLI: cài đặt và thiết lập | lý do dùng WP CLI trong WordPress

WP-CLI là làm việc với WordPress mà không cần bảng tin WordPress; với cửa hàng WooCommerce, có thể dùng nó hiệu quả cho các tác vụ hàng loạt như xóa 1.000 hoặc 10.000 trang.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

WordPress · WP-Cron

WP-Cron (wp-cron.php): tắt và thiết lập cron hệ thống | tối ưu hiệu suất WordPress

Trong WordPress, tác vụ Cron là tính năng tự động thực hiện các tác vụ đã lên lịch vào một thời điểm hoặc ngày cụ thể.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

WordPress · WP-CLI

Tìm mẫu được đồng bộ trong WordPress: kiểm tra bằng WP-CLI xem mẫu nằm ở bài viết nào

Mẫu được đồng bộ trong WordPress chỉ chèn số tham chiếu vào nội dung, nên màn hình quản trị không thể cho biết mẫu đó đang nằm trong bài viết nào.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Bài ngoài · hướng dẫn chính thức của GNU

GNU Coreutils: nice invocation

Mục nice trong hướng dẫn chính thức của GNU coreutils, giải thích tùy chọn -n và giá trị mặc định 10.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Bài ngoài · trang man

renice(1) Linux manual page

Trang man của renice trong util-linux, giải thích giá trị -n và các đối tượng -p · -g · -u.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Bài ngoài · tài liệu kernel Linux

Block io priorities

Tài liệu chính thức của kernel Linux, giải thích các lớp ionice và bộ lập lịch I/O hỗ trợ chúng.

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

Bài ngoài · mã nguồn kernel Linux

sched_prio_to_weight (kernel/sched/core.c)

Mảng trong mã nguồn bộ lập lịch của kernel quy định trọng số cho từng giá trị nice (nice 0 là 1024).

Xem bài viết →Nội dung hiện tại

ℹ️ Thông báo tiếp thị liên kết
Nội dung trên trang này có chứa liên kết affiliate (tiếp thị liên kết). Khi khách truy cập mua sản phẩm hoặc dịch vụ qua các liên kết này, trang sẽ nhận hoa hồng từ bên bán. Trong quá trình đó, số tiền người mua phải trả ^{(sẽ giảm khi có chương trình khuyến mãi ↓)} không hề tăng lên. Giá, khuyến mãi và tình trạng hàng được đăng theo thời điểm viết bài và có thể khác với thực tế, vì vậy hãy kiểm tra lại lần cuối với bên bán trước khi mua. Việc chọn và đánh giá sản phẩm dựa trên tiêu chí riêng của trang; việc có nhận hoa hồng hay không không ảnh hưởng đến thứ tự giới thiệu hay nội dung đánh giá.