在 上篇文章中 我說了操作系統(tǒng)行為的基本原理是，在任何一個給定的時刻，在一個 CPU 上有且只有一個任務(wù)是活動的。但是，如果 CPU 無事可做的時候，又會是什么樣的呢？
事實證明，這種情況是非常普遍的，對于絕大多數(shù)的個人電腦來說，這確實是一種常態(tài)：大量的睡眠進(jìn)程，它們都在等待某種情況下被喚醒，差不多在 100% 的 CPU 時間中，都處于虛構(gòu)的“空閑任務(wù)”中。事實上，如果一個普通用戶的 CPU 處于持續(xù)的繁忙中，它可能意味著有一個錯誤、bug、或者運行了惡意軟件。
因為我們不能違反我們的原理，一些任務(wù)需要在一個 CPU 上激活。首先是因為，這是一個良好的設(shè)計：持續(xù)很長時間去遍歷內(nèi)核，檢查是否有一個活動任務(wù)，這種特殊情況是不明智的做法。最好的設(shè)計是沒有任何例外的情況。無論何時，你寫一個 if 語句，Nyan Cat 就會喵喵喵。其次，我們需要使用空閑的 CPU 去做一些事情，讓它們充滿活力，你懂得，就是創(chuàng)建天網(wǎng)計劃唄。
因此，保持這種設(shè)計的連續(xù)性，并領(lǐng)先于那些邪惡計劃一步，操作系統(tǒng)開發(fā)者創(chuàng)建了一個空閑任務(wù)，當(dāng)沒有其它任務(wù)可做時就調(diào)度它去運行。我們可以在 Linux 的 引導(dǎo)過程 中看到，這個空閑任務(wù)就是進(jìn)程 0，它是由計算機(jī)打開電源時運行的第一個指令直接派生出來的。它在 rest_init 中初始化，在 initidlebootup_task 中初始化空閑調(diào)度類scheduling class。
簡而言之，Linux 支持像實時進(jìn)程、普通用戶進(jìn)程等等的不同調(diào)度類。當(dāng)選擇一個進(jìn)程變成活動任務(wù)時，這些類按優(yōu)先級進(jìn)行查詢。通過這種方式，核反應(yīng)堆的控制代碼總是優(yōu)先于 web 瀏覽器運行。盡管在通常情況下，這些類返回 NULL，意味著它們沒有合適的任務(wù)需要去運行 —— 它們總是處于睡眠狀態(tài)。但是空閑調(diào)度類，它是持續(xù)運行的，從不會失敗：它總是返回空閑任務(wù)。