调度算法（2）

一、时间片轮转调度算法（RR）

1、算法思想

公平地、轮转地为各个进程服务，让每个进程在一定时间间隔内都可以得到响应

2、算法规则

按照各进程到达就绪队列的顺序，轮流让各个进程执行一个时间片（如100ms）。若进程未在一个时间片内执行完，则剥夺处理机，将进程重新放到就绪队列队尾重新排队

用于进程调度（只有作业放入内存建立相应的进程后，才能被分配处理机时间片）

3、是否可抢占

若进程未能在时间片内运行完，将被强行剥夺处理机使用权，因此时间片轮转调度算法属于抢占式的算法。由时钟装置发出时钟中断来通知CPU时间片已到。

4、优缺点

优点：公平；响应快，适用于分时操作系统；
缺点；由于高频率的进程切换，因此有一定开销；不区分任务的紧急程度。

不会导致饥饿。

二、优先级调度算法

1、算法思想

随着计算机的发展，特别是实时操作系统的出现，越来越多的应用场景需要根据任务的紧急程度来决定处理顺序

2、算法规则

每个作业/进程有各自的优先级，调度时选择优先级最高的作业/进程。

即可用于作业调度，也可用于进程调度。甚至，还会用于在之后会学习的I/O调度中。

3、是否可抢占

抢占式、非抢占式都有。做题时的区别在于：非抢占式只需要在进程主动放弃处理机时进行调度即可，而抢占式还需在就绪队列变化时，检查是否会发生抢占。

补充： 就绪队列未必只有一个，可以按照不同的优先级来组织。另外，也可以把优先级高的进程排在更靠近对头的位置。
根据优先级是否可以动态改变，可将优先级分为静态优先级和动态优先级两种。
静态优先级： 创建进程时确定，之后一直不变。
动态优先级： 创建进程时有一个初始值，之后会根据情况动态地调整优先级。

如何合理地设置各类进程地优先级？
通常： 系统进程优先级高于用户进程，前台进程优先级高于后台进程，操作系统更偏好I/O型进程（或称I/O繁忙型进程）

注： 与I/O型进程相对的是计算型进程（或称CPU繁忙型进程）

如果采用的是动态优先级，什么时候应该调整？
1、可以从追求公平、提升资源利用率等角度考虑
2、如果某进程在就绪队列中等待了很长时间，则可以适当提升其优先级
3、如果某进程占用处理机运行了很长时间，则可适当降低其优先级
4、如果发现一个进程频繁地进行I/O操作，则可适当提升其优先级

4、优缺点

优点：用于优先级区分紧急程度、重要程度，适用于实时操作系统。可灵活地调整对各种作业/进程的偏好程度。
缺点：若源源不断地有高优先级进程到来，则可能导致饥饿。

会导致饥饿。

三、多级反馈队列调度算法

1、算法思想

对其他调度算法的折中权衡

2、算法规则

1、设置多级就绪队列，各级队列优先级从高到低，时间片从小到大。
2、新进程到达时先进入第1级队列，按FCFS原则排队等待被分配时间片，若用完时间片进程还未结束，则进程进入下一级队列队尾。如果此时已经时在最下级的队列，则重新放回该队列队尾。
3、只有第k级队列为空时，才会为k+1级对头的进程分配时间片。

用于进程调度

3、是否可抢占

抢占式的算法。在k级队列的进程运行过程中，若更上级的队列（1~k-1级）中进入了一个新进程，则由于新进程处于优先级更高的队列中，因此新进程会抢占处理机，原来运行的进程放回k级队列队尾。

4、优缺点

对各类型进程相对公平（FCFS的优点）；每个新到达的进程都可以很快就得到响应（RR的优点）；短进程只用较少的时间就可完成（SPF的优点）；不必实现估计进程的运行时间（避免用户作假）；可灵活地调整对各类进程地偏好程度，比如CPU密集型进程、I/O密集型进程（拓展：可以将因I/O而阻塞的进程重新放回原队列，这样I/O型进程就可以保持较高优先级）

会导致饥饿。