一直对CFS（Completely Fair Scheduling，完全公平调度）中的虚拟运行时间（vruntime）不太理解，最近在看cgroup中的cpu子系统算是搞清楚了它是怎么回事。
先简单说一下CFS调度算法的思想：理想状态下每个进程都能获得相同的时间片，并且同时运行在CPU上，但实际上一个CPU同一时刻运行的进程只能有一个。也就是说，当一个进程占用CPU时，其他进程就必须等待。CFS为了实现公平，必须惩罚当前正在运行的进程，以使那些正在等待的进程下次被调度。
具体实现时，CFS通过每个进程的虚拟运行时间（vruntime）来衡量哪个进程最值得被调度。CFS中的就绪队列是一棵以vruntime为键值的红黑树，虚拟时间越小的进程越靠近整个红黑树的最左端。因此，调度器每次选择位于红黑树最左端的那个进程，该进程的vruntime最小。
虚拟运行时间是通过进程的实际运行时间和进程的权重（weight）计算出来的。在CFS调度器中，将进程优先级这个概念弱化，而是强调进程的权重。一个进程的权重越大，则说明这个进程更需要运行，因此它的虚拟运行时间就越小，这样被调度的机会就越大。
那么，在用户态进程的优先级nice值与CFS调度器中的权重又有什么关系？在内核中通过prio_to_weight数组进行nice值和权重的转换。
static const int prio_to_weight[40] = {
/* -20 */ 88761, 71755, 56483, 46273, 36291,
/* -15 */ 29154, 23254, 18705, 14949, 11916,
/* -10 */ 9548, 7620, 6100, 4904, 3906,
/* -5 */ 3121, 2501, 1991, 1586, 1277,
/* 0 */ 1024, 820, 655, 526, 423,
/* 5 */ 335, 272, 215, 172, 137,
/* 10 */ 110, 87, 70, 56, 45,
/* 15 */ 36, 29, 23, 18, 15,
};
而在内核中，进程的虚拟运行时间是自进程诞生以来进行累加的，每个时钟周期内一个进程的虚拟运行时间是通过下面的方法计算的：
一次调度间隔的虚拟运行时间=实际运行时间*（NICE_0_LOAD/权重）
其中，NICE_0_LOAD是nice为0时的权重。也就是说，nice值为0的进程实际运行时间和虚拟运行时间相同。通过这个公式可以看到，权重越大的进程获得的虚拟运行时间越小，那么它将被调度器所调度的机会就越大。
