操作系统进程调度算法 订阅+ 进入阅读模式

操作系统进程调度算法决定了进程获取CPU的顺序，五种经典算法各有适用场景，其性能对比如下：

1. 先来先服务（FCFS）：按进程到达顺序调度，实现简单但可能导致"短作业等待长作业"现象。例如：进程A（运行时间10ms，0时刻到达）、B（5ms，1ms到达），FCFS调度顺序A→B，平均周转时间为(10+14)/2=12ms，若B先运行则为(5+15)/2=10ms。适用于CPU繁忙型作业，不适用于交互系统。

2. 短作业优先（SJF）：优先调度运行时间最短的进程，能最小化平均周转时间，但可能导致长作业饥饿。需注意"最短剩余时间优先"（SRTN）是SJF的抢占式版本，当新进程到达且剩余时间更短时，会抢占CPU。例如：进程C（8ms，0到达）、D（4ms，2ms到达），非抢占SJF周转时间(8+10)/2=9ms，抢占式则为(5+10)/2=7.5ms。

3. 优先级调度：按进程优先级（静态/动态）调度，静态优先级创建时确定，动态优先级随等待时间增加而提高（避免饥饿）。实时系统常用抢占式优先级调度，确保紧急任务优先执行。

4. 时间片轮转（RR）：适用于分时系统，将CPU时间划分为固定时间片（10-100ms），进程按到达顺序轮流占用CPU，时间片用完则就绪队列尾部等待。时间片过小会增加上下文切换开销，过大则退化为FCFS。例如时间片2ms，进程E（5ms）、F（3ms），调度顺序E→F→E→F→E，周转时间(9+7)/2=8ms。

5. 多级反馈队列：结合RR和优先级调度，设置多个队列（优先级依次降低），高优先级队列时间片小。新进程入最高级队列，时间片用完未完成则入低一级队列；低优先级队列进程仅在高优先级队列为空时运行，可动态提升等待久的进程优先级。兼顾短作业快速响应和长作业不饥饿，是现代OS常用调度策略（如Linux CFS）。

选择算法时需权衡公平性、响应时间、吞吐量等指标，实时系统侧重截止时间，分时系统侧重响应速度，批处理系统侧重吞吐量。