Linux 电源调度模式全解析：从了解系统支持到切换 ondemand 模式的实操指南

博主： tianlingzi
发布时间：2025 年 06 月 02 日
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分类：系统

在 Linux 系统中，电源调度模式的合理掌控，能让你在性能与功耗间找到绝佳平衡点。接下来，我将带你深入了解 Linux 的电源调度模式，从查看系统支持的调度模式入手，再到切换为 ondemand 模式的具体操作。

## Linux 的电源调度模式对比

在 Linux 中，电源调度模式主要有以下几种：

1. **性能模式（Performance）**

* **原理** ：在性能模式下，CPU 会以最高的频率运行。操作系统会锁定 CPU 在最大性能状态，以提供最佳的计算性能。
   * **优点** ：能够提供最高的系统性能，对于需要大量计算资源的任务非常有利。
   * **缺点** ：功耗较高，会产生更多的热量，导致设备快速耗尽电池电量或者需要额外的散热措施。
2. **节电模式（Powersave）**

* **原理** ：与性能模式相反，节电模式下 CPU 会以最低的频率运行。操作系统会将 CPU 锁定在最低性能状态，以尽可能减少功耗。
   * **优点** ：大幅度降低功耗，有助于延长移动设备的电池使用时间，减少能源浪费。
   * **缺点** ：系统性能会受到限制，对于一些需要快速响应或者较高计算能力的任务可能会出现延迟或者性能不足的情况。
3. **按需模式（Ondemand）**

* **原理** ：按需模式是一种动态的电源调度方式。它会根据 CPU 的负载情况实时调整 CPU 的频率。当 CPU 负载较高时，它会提高 CPU 频率以满足性能需求；当负载较低时，又会降低频率以节省功耗。
   * **优点** ：在性能和功耗之间取得了较好的平衡。它可以在需要高性能时提供足够的计算能力，同时在空闲或者低负载时有效地节省能源。
   * **缺点** ：由于频繁地调整 CPU 频率，可能会产生一定的性能波动。在一些对实时性要求极高的应用场景中，这种频率的动态变化可能会导致短暂的延迟或者性能不稳定的情况。
4. **保守模式（Conservative）**

* **原理** ：保守模式也属于动态电源调度模式。不过与按需模式相比，它调整 CPU 频率的速度更慢。它会更加谨慎地根据 CPU 负载变化来调整频率。
   * **优点** ：由于频率调整比较平缓，可以减少因频繁调整频率带来的性能波动，同时也能在一定程度上节省能源。
   * **缺点** ：对于突发的高负载任务响应速度可能不如按需模式快。在需要快速提升性能来处理紧急任务时，可能会出现短暂的性能不足。

## 系统支持的调度模式

1. 查看 CPU 支持的调度模式：在终端输入命令 `cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors`，该命令会清晰地列出该 CPU 支持的所有调度模式，如 `ondemand`等，让你对系统性能调节的 “潜力” 心中有数。
2. 查看当前 CPU 使用的调度模式：通过终端执行命令 `cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor`，可直接获知当前 CPU 正在使用的调度模式，为后续的性能优化或调整提供依据。
3. 使用 `cpufrequtils`工具查看：安装 `cpufrequtils`工具后，执行 `cpufreq-info`命令，能全面查看每个 CPU 的相关调度信息，包括支持的调度模式、当前调度模式等，方便你对系统性能状态进行综合考量。

## 切换调度模式为 ondemand

1. 直接写入文件方式：以 root 身份执行命令 `echo ondemand >/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor`，此操作会将调度模式切换为 `ondemand`，且系统会立即应用该更改，使 CPU 性能调节策略发生转变。
2. 使用 `cpufreq-set`命令设置：安装 `cpufrequtils`工具后，执行 `cpufreq-set -g ondemand`命令，也能便捷地将调度模式设置为 `ondemand`，无需繁琐操作，即可实现性能调节策略的切换。
3. 修改配置文件方式：在基于 `systemd`的系统中，可编辑 `/etc/default/cpufrequtils`文件，添加或修改 `GOVERNOR="ondemand"`，然后执行 `systemctl restart cpufrequtils`命令重启服务使更改生效；在 `/etc/init.d/`脚本启动的系统中，编辑 `/etc/sysconfig/cpufreq`文件，设置 `GOVERNOR="ondemand"`，之后执行 `/etc/init.d/cpufrequtils restart`命令，这样可以实现调度模式的长期设置，避免在系统重启后失效。

## 确保重启后仍生效

1. **修改配置文件**
   * 在 `/etc/rc.local`文件中添加 `echo ondemand >/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor`，这样可以在系统启动时自动设置调度模式。
   * 也可以在 `/etc/default/cpufrequtils`文件中添加 `GOVERNOR="ondemand"`，以确保系统在重启后仍使用该调度模式。
   * 在某些发行版中，可以创建 `/etc/init.d/cpufrequtils`启动脚本，并在其中添加设置调度模式的命令。

## 注意事项

1. 用户权限：执行上述切换调度模式的操作通常需要 root 权限，否则可能会提示“Permission denied”等错误，阻碍你的操作进程。
2. 生效范围：通过命令行直接切换调度模式，在系统重启后会失效，如需永久生效，建议修改配置文件，以确保系统在重启后仍能按照你设定的调度模式运行。
3. 系统差异：不同的 Linux 发行版或内核版本在具体配置文件路径和工具安装方式上可能会有所不同，操作时需根据实际情况进行调整，避免因路径错误或工具缺失而导致操作失败。

掌握 Linux 电源调度模式的查看与切换方法，能帮助你在不同的使用场景下灵活调整系统性能与功耗，提升 Linux 系统的使用体验。无论是追求高性能的复杂计算任务，还是注重低功耗的轻量级操作场景，这些技巧都能为你提供有力支持。不妨亲自尝试一番，感受 Linux 系统电源调度模式调整带来的便利与优化效果！

最后修改：2025 年 06 月 02 日