Planificateur de tâches Linux: avis, guide et alternatives

Le planificateur de tâches Linux et « cron » désignent soit les outils qui décident du moment où une tâche s'exécute, comme cron, at et les timers systemd, soit le planificateur CPU du noyau (EEVDF, anciennement CFS), qui détermine comment les processus en cours d'exécution se partagent le CPU. Si vous :

• Vous souhaitez apprendre la planification des tâches sous Linux, découvrez les planificateurs Linux et cron.
• Vous ne savez pas si les planificateurs Linux suffisent à votre cas d'usage, découvrez différents planificateurs de tâches.
• Vous travaillez pour une entreprise qui utilise actuellement cron, at ou les timers systemd et envisage de passer à un planificateur de tâches de niveau entreprise, pensez aux planificateurs de tâches aux capacités étendues.

* Planificateur Linux « Completely Fair Scheduler » (CFS)

** Les planificateurs de tâches d'entreprise incluent Stonebranch, ActiveBatch, RunMyJobs et JAMS Scheduler.

Qu'est-ce que le planificateur du noyau Linux ?

Un planificateur de tâches Linux est un outil utilisé dans les systèmes Linux pour automatiser les tâches courantes et la planification des tâches sans intervention manuelle. Il gère les tâches planifiées, en veillant à ce qu'elles s'exécutent aux heures prédéfinies.

Le planificateur du noyau s'occupe strictement de l'exécution du code actif sur les cœurs CPU physiques. Voici comment le planificateur moderne du noyau Linux a évolué :

• EEVDF (Earliest Eligible Virtual Deadline First) est l'implémentation moderne du planificateur Linux, introduite dans la version 6.6 du noyau (octobre 2023) pour remplacer le CFS de longue date. Bien qu'EEVDF conserve l'« équité » de son prédécesseur, il ajoute un mécanisme de « deadline » spécifique conçu pour mieux gérer les tâches sensibles à la latence. EEVDF est désormais l'algorithme par défaut standard.
• CFS (Completely Fair Scheduler) est une implémentation spécifique du planificateur Linux introduite dans la version 2.6.23 du noyau. CFS vise à assurer l'équité en allouant le temps CPU proportionnellement entre les tâches en fonction de la priorité et du temps d'exécution. CFS a été le planificateur Linux par défaut du noyau 2.6.23 jusqu'à son remplacement par EEVDF dans le noyau 6.6.

Les principaux aspects du planificateur du noyau Linux incluent :

• Priorisation des processus : Le planificateur hiérarchise les processus en fonction de facteurs tels que leur niveau de priorité et la quantité de temps CPU qu'ils ont consommée. Cela garantit un équilibre entre les processus de premier plan (interactifs) et d'arrière-plan (traitement par lots).
• Multitâche préemptif : Linux utilise le multitâche préemptif, dans lequel le planificateur du noyau peut interrompre un processus en cours d'exécution pour donner du temps à un autre processus. Cette capacité est cruciale pour maintenir la réactivité du système, en particulier dans un environnement multi-utilisateurs.
• Différents algorithmes d'ordonnancement : Au fil des ans, différentes versions du noyau Linux ont utilisé divers algorithmes d'ordonnancement. L'algorithme le plus connu est le Completely Fair Scheduler (CFS), introduit dans Linux 2.6.23. CFS vise à allouer le temps CPU aux processus de manière à ce que chacun reçoive une part équitable du temps CPU.
• Équilibrage de charge : Dans les systèmes multicœurs, le planificateur gère également l'équilibrage de charge, en répartissant les processus sur différents cœurs de processeur pour optimiser les performances et l'efficacité énergétique.
• Ordonnancement temps réel : Linux prend également en charge des politiques d'ordonnancement temps réel (comme FIFO et round-robin), cruciales pour les tâches sensibles au temps pour lesquelles un temps d'exécution prévisible est plus important que le débit global du système.
• Cgroups et groupes de contrôle : Les systèmes Linux modernes utilisent des groupes de contrôle (cgroups) pour regrouper les processus et appliquer des politiques telles que des limites de temps CPU ou des priorités à l'ensemble du groupe, donnant aux administrateurs un meilleur contrôle sur la manière dont le temps CPU et les autres ressources sont alloués.

Planificateur Linux vs outils de planification de tâches

Les outils de planification de tâches de niveau entreprise permettent aux entreprises de gérer des flux de travail plus complexes que les planificateurs de tâches de base comme cron, at ou les timers systemd. Ces outils peuvent constituer une alternative lorsque les utilisateurs ont dépassé ces planificateurs et cherchent une mise à niveau.

Il peut arriver que le planificateur du noyau Linux (EEVDF, anciennement CFS) et les outils de planification de tâches de niveau entreprise fonctionnent ensemble pour garantir à la fois l'efficacité au niveau du système et l'automatisation au niveau des flux de travail.

Planificateur Linux

Objectif : Le planificateur Linux (comme CFS) est un composant du noyau de bas niveau chargé de décider quel processus obtient du temps CPU et à quel moment. Il fait partie intégrante des fonctionnalités essentielles.

Axe : Il gère l'allocation du temps CPU entre tous les processus en cours d'exécution d'un système, assurant une répartition équitable, la réactivité et une utilisation efficace des ressources CPU.

Portée : Opère au niveau du processus ou du thread au sein d'un système unique.

Outils de planification de tâches

Objectif : Les outils de planification de tâches sont de haut niveau, souvent orientés application, conçus pour automatiser et planifier les processus métier et les tâches.

Axe : Ces outils gèrent l'exécution de tâches par lots ou de flux de travail, qui peuvent impliquer plusieurs étapes, dépendances et critères de planification. Ils servent à orchestrer des tâches comme les sauvegardes de données, la génération de rapports ou toute séquence complexe d'opérations dans les environnements métier.

Portée : Peut opérer sur plusieurs systèmes et plateformes, en orchestrant des tâches pouvant impliquer plusieurs applications ou services différents.

Quelle est la différence entre « Cron » et le planificateur Linux CFS

Le planificateur du noyau (EEVDF, anciennement CFS) fait partie de chaque noyau Linux, tandis que cron est un paquet facultatif. Ils servent des objectifs différents. Essentiellement, CFS consiste à répartir équitablement le temps CPU entre les processus en cours d'exécution, tandis que cron détermine quand exécuter des tâches spécifiques en fonction de l'horloge/du calendrier.

Différences clés

• Fonctionnalité et rôle : CFS est un planificateur de processus qui gère la manière dont les processus se partagent le temps CPU, tandis que cron est un planificateur de tâches qui exécute des tâches à des heures planifiées.
• Niveau d'opération : CFS opère au niveau du noyau, en partageant le temps CPU entre les processus normaux (les processus temps réel sont gérés par les politiques distinctes SCHED_FIFO et SCHED_RR), tandis que cron opère à un niveau supérieur, en traitant la planification de tâches qui ne s'exécutent pas nécessairement en continu.
• Continu ou discret : CFS fonctionne en continu tant que le système est en marche, en gérant l'allocation du CPU de manière dynamique. En revanche, cron exécute des tâches à des moments spécifiques et prédéfinis.

Des outils comme Stonebranch peuvent également être des alternatives à cron, en particulier pour les entreprises ou les PME ayant des exigences de planification complexes en temps réel. Bien que tous deux soient utilisés pour la planification des tâches, ils diffèrent considérablement en termes de fonctionnalités, de capacités et de cas d'usage. Pour en savoir plus, consultez Meilleures alternatives à Cron.

Comment automatiser les charges de travail avec le planificateur Linux ?

Automatiser les charges de travail avec le planificateur Linux ne consiste pas à programmer directement le planificateur lui-même ; il s'agit plutôt d'utiliser divers outils et techniques de Linux qui interagissent avec ce planificateur pour gérer et automatiser les tâches. Voici quelques façons d'automatiser la planification des tâches et de gérer efficacement les charges de travail dans un environnement Linux :

• Cron Jobs : La méthode la plus courante pour automatiser des tâches sous Linux consiste à utiliser les cron jobs. Cron est un démon d'arrière-plan au niveau utilisateur (crond) qui vérifie en continu les fichiers de configuration appelés crontabs pour exécuter des commandes ou des scripts à intervalles fixes. Chaque entrée crontab se compose de cinq champs de date et d'heure suivis de la commande à exécuter. Il est recommandé d'utiliser le chemin absolu de la commande, car cron s'exécute avec une variable PATH limitée, mais ce n'est pas obligatoire. Dans /etc/crontab et les fichiers de /etc/cron.d, un champ utilisateur se trouve entre les champs de temps et la commande :

• Commandes nice et renice : Vous pouvez utiliser les commandes nice et renice pour influencer la priorité d'un processus. Cela ne planifie pas une tâche en soi, mais modifie la manière dont le planificateur traite un processus, ce qui peut faire partie d'une stratégie d'automatisation visant à garantir que les tâches critiques obtiennent plus de temps CPU.
• Groupes de contrôle (cgroups) : Les cgroups vous permettent d'allouer des ressources telles que le temps CPU, la mémoire système, la bande passante réseau ou des combinaisons de ces ressources entre des groupes de tâches définis par l'utilisateur. Avec les cgroups, vous pouvez garantir que certaines applications ou certains services reçoivent les ressources dont ils ont besoin dans le cadre d'un flux de travail automatisé.
• Systemd et fichiers unit : Systemd, le système d'initialisation et gestionnaire de services de la plupart des distributions Linux, permet une planification et une gestion plus avancées des services. Il utilise des fichiers unit pour décrire comment les services doivent démarrer, s'arrêter et fonctionner. Vous pouvez configurer systemd pour démarrer automatiquement des services au démarrage, après que certains autres services sont démarrés, ou selon un calendrier précis.
• Outils de script et d'automatisation : L'écriture de scripts en bash ou dans d'autres langages shell, ainsi que des outils d'automatisation comme ActiveBatch, Ansible, Puppet ou Chef, peuvent être utilisés pour automatiser des tâches. Bien que ces scripts et outils n'interagissent pas directement avec le planificateur Linux, ils peuvent être utilisés pour créer des flux de travail complexes et gérer quand et comment différents processus s'exécutent.
• Réglage du noyau : Pour les utilisateurs avancés, le réglage des paramètres du noyau peut influencer le comportement du planificateur. Depuis le noyau 5.13, la plupart des paramètres réglables du planificateur sont passés de sysctl à debugfs (/sys/kernel/debug/sched/). Il s'agit d'une approche plus sophistiquée qui nécessite une connaissance approfondie du noyau Linux.
• La commande « at » pour les tâches ponctuelles : Alors que cron est optimisé pour les tâches récurrentes d'infrastructure, l'utilitaire at fournit des tâches planifiées à exécution unique sans contaminer votre fichier crontab. Il analyse des chaînes de temps lisibles par l'humain :
  • at noon tomorrow : Planifie une tâche ad hoc pour 12:00 PM le lendemain.
  • at now + 1 hour : Planifie un script temporaire à exécuter exactement 60 minutes après le démarrage.
  • Les administrateurs suivent les tâches en attente à l'aide de atq (en affichant la file d'attente) et peuvent supprimer proprement les entrées non exécutées à l'aide de atrm [job_id].

Quelles sont les alternatives au planificateur Linux ?

Les alternatives au planificateur Linux désignent soit les planificateurs de tâches d'entreprise, qui remplacent cron, at et les timers systemd, soit d'autres planificateurs CPU comme EEVDF, qui a remplacé CFS dans le noyau 6.6. L'un ne peut pas remplacer l'autre.

Alternatives à Cron : planificateurs de tâches d'entreprise

• Stonebranch Universal Automation Center (UAC) : Stonebranch UAC sert de plateforme d'automatisation unique pour la gestion des processus de charge de travail dans les environnements d'entreprise, offrant une interface web unifiée, un moteur d'exécution distribué, une visualisation de la charge de travail et des fonctions intégrées de disponibilité et de reprise après sinistre
• ActiveBatch : ActiveBatch est une solution d'automatisation de la charge de travail et de planification des tâches qui va au-delà des capacités d'un planificateur Linux de base. Elle est conçue pour fournir une plateforme centralisée d'automatisation et de gestion de workflows complexes dans des environnements divers, notamment Windows, Linux, Unix et plus encore.
• JAMS Scheduler : JAMS centralise la gestion des processus batch Linux et UNIX dans une interface unique. Il offre des fonctionnalités robustes de planification des tâches et d'automatisation de la charge de travail, notamment la planification basée sur des événements et des déclencheurs. Il fournit également une méthode d'exécution Airflow pour surveiller les DAG Airflow et une méthode d'exécution Azure Blob pour les tâches de stockage cloud Azure. Cela apporte une flexibilité moderne à la planification traditionnelle des tâches Cron dans les environnements Linux et cloud

Alternatives au planificateur du noyau

• Planificateur O(1) : Avant CFS, le noyau Linux utilisait le planificateur O(1), conçu pour un fonctionnement en temps constant quel que soit le nombre de tâches. Il était le planificateur par défaut dans les noyaux Linux 2.6 antérieurs à la version 2.6.23.
• Brain Fuck Scheduler (BFS) : BFS, créé par Con Kolivas, vise à améliorer la réactivité du système, en particulier pour les systèmes de bureau dotés de moins de 16 cœurs. Il est plus simple que CFS et peut être avantageux pour les systèmes mono-utilisateur.
• MuQSS (Multiple Queue Skiplist Scheduler) : Également développé par Con Kolivas comme successeur de BFS, MuQSS vise à améliorer les performances sur les systèmes de bureau. Il ne s'agit pas d'une modification de CFS, mais d'un planificateur distinct qui remplace entièrement CFS. Comme BFS, il n'était distribué que sous forme de patch, et son développement s'est arrêté en 2021.
• Planificateurs temps réel (RT) : Linux propose des politiques d'ordonnancement temps réel, comme FIFO (First In, First Out) et round-robin, pour les tâches où une synchronisation cohérente est plus critique que le débit global du système. Elles sont souvent utilisées avec PREEMPT_RT, qui fait partie du noyau principal depuis Linux 6.12.
• Planificateurs à échéance : Ces planificateurs, comme SCHED_DEADLINE (introduit dans le noyau Linux 3.14), sont conçus pour les tâches ayant des contraintes de temps spécifiques. Ils planifient les tâches en fonction d'échéances définies par l'application.

Alternatives dans d'autres systèmes d'exploitation

• Planificateur Windows : Le noyau Windows utilise un planificateur préemptif basé sur les priorités, optimisé pour la réactivité du bureau. Il est distinct du Planificateur de tâches Windows, qui est un planificateur de tâches. WSL2 exécute son propre noyau Linux dans une machine virtuelle légère.
• Planificateur macOS : macOS utilise le planificateur de son noyau XNU basé sur Mach. Depuis macOS 11, il utilise le planificateur Clutch, qui planifie les threads en fonction des classes de qualité de service (QoS).
• Planificateur Solaris : Le planificateur utilisé dans Oracle Solaris (et historiquement Sun Solaris) prend en charge à la fois l'ordonnancement temps réel et l'ordonnancement équitable, offrant une flexibilité pour une gamme d'applications allant des postes de travail aux serveurs.
• Planificateurs BSD : Les variantes de BSD (comme FreeBSD, OpenBSD) utilisent différents planificateurs. FreeBSD, par exemple, utilise le planificateur ULE, optimisé pour les performances sur les systèmes multicœurs.
• Planificateurs RTOS : Les systèmes d'exploitation temps réel (RTOS) comme VxWorks ou QNX utilisent des planificateurs optimisés pour les performances temps réel, offrant un comportement d'ordonnancement prévisible et déterministe.

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Pour aller plus loin

• Meilleures alternatives au planificateur de tâches SAP

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Journal des modifications

5 mises à jour

202620252024

1. 8 juil

   Ajout de la commande 'at' comme outil de planification de tâches ponctuelles.

2. 12 mar

   Ajout de l'EEVDF à la description du Planificateur Complètement Équitable de Linux (CFS).

Cem Dilmegani

Analyste principal

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Cem est analyste principal chez AIMultiple depuis 2017.

Le travail de Cem chez AIMultiple a été cité par des publications mondiales de premier plan, notamment Business Insider, Forbes, Morning Brew et Washington Post, par des entreprises mondiales comme Deloitte et HPE, par des ONG comme World Economic Forum et par des organisations supranationales comme European Commission. [1], [2], [3], [4], [5]

Tout au long de sa carrière, Cem a été consultant en technologies, acheteur de technologies et entrepreneur technologique. Il a conseillé des entreprises sur leurs décisions technologiques chez McKinsey & Company et Altman Solon pendant plus de dix ans. Il a également publié un rapport McKinsey sur la digitalisation.

Il a dirigé la stratégie technologique et les achats d'un opérateur télécom, sous la responsabilité du PDG. Il a également dirigé la croissance commerciale de l'entreprise de technologie profonde Hypatos, qui a atteint un revenu récurrent annuel à 7 chiffres et une valorisation à 9 chiffres, passant de 0 à ce résultat en deux ans. Le travail de Cem chez Hypatos a été couvert par des publications technologiques de premier plan comme TechCrunch et Business Insider.

Cem intervient régulièrement lors de conférences technologiques internationales. Il est diplômé de Bogazici University en tant qu'ingénieur informatique et titulaire d'un MBA de la Columbia Business School.

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Hazal Şimşek

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Hazal est analyste sectorielle chez AIMultiple, spécialisée dans l'intelligence des processus (y compris le process mining) et l'automatisation d'entreprise (y compris l'automatisation IT et l'automatisation low-code/no-code).

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