进程调度算法（操作系统）
1、 前置知识
1.1 非抢占式与抢占式
1.1.1 非抢占式
非抢占式指的是一个线程的在执行期间，另一个线程的到达，尽管各项标准都优于执行线程（例如优先级高于当前执行线程），也不会抢占CPU资源，会耐心的等待该线程执行完毕，再尝试获取CPU资源（有点公平锁的味道）。
1.1.2 抢占式
抢占式指的是一个线程再执行期间，另一个线程的到达会影响该线程的执行，例如到达线程优先级高于执行线程，那它会抢占CPU资源（有点非公平锁的味道）。
1.2 饥饿现象
是否存在进程不被分配资源。
1.3 文中例子：
| 进程 | 到达时间 | 运行时间 | 优先级 |
| P1 | 0 | 7 | 1 |
| P2 | 2 | 4 | 2 |
| P3 | 4 | 1 | 3 |
| P4 | 5 | 4 | 2 |
1.4 涉及的公式：
1. 周转时间=完成时间-到达时间
2. 带权周转时间=周转时间/运转时间
3. 等待时间=周转时间-运行时间
2. 进程调度算法
2.1 先来先服务
算法规则：按照进程到达的先后顺序进行服务
是否可抢占：非抢占式算法
调度顺序：P1->P2->P3->P4
优点：公平、算法实现简单
缺点：排在长作业（进程）后面的短作业需要等待很长时间，带权周转时间很大，对短作业来说用户体验不好。即：对长作业有利，对短作业不利
是否会导致饥饿：不会
2.2 短作业优先
算法规则：按照执行时间的长度进行服务
是否可抢占：非抢占式算法、抢占式算法 （两个版本都有）
2.2.1 非抢占式
调度顺序：P1->P3->P2->P4
2.2.2 抢占式
调度顺序：P1->P2->P3->P2->P4->P1
调度顺序分析：（）里面表示还需要多少执行时间
0时刻（P1到达）：P1（7）
2时刻（P2到达）：P1（5）、P2（4）
4时刻（P3到达）：P1（5）、P2（2）、P3（1）
5时刻（P3完成、P4到达）：P1（5）、P2（2）、P4（4）
7时刻（P2完成）：P1（5）、P4（4）
11时刻（P4完成）：P1（5）
2.2.3 总结
优点：执行时间短的进程收益
缺点：对执行时间长的进程不利，如果有陆续的执行时间比较短的进程进来，执行时间长的进程可能永远得不到服务；
是否会导致饥饿：会，如果有陆续的执行时间比较短的进程进来，执行时间长的进程可能永远得不到服务，这种现象为"饥饿"现象。
2.3 高响应比优先
调度顺序：P1->P3->P2->P4
调度顺序分析：（）里面表示进程的响应比
0时刻：只有P1到达就绪队列，P1上处理机
7时刻（P1完成）：就绪队列有P2（(5+4)/4=2.25）、P3（(3+1)/1=4）、P4（(2+4)/4=1.5）
8时刻（P3完成）：P2（（6+4）/4=2.5）、P4（(3+4)/4=1.75）
12时刻（P2完成）：P4（(7+4)/4=2.75）
响应比公式：（等待时间+要求服务的时间）/ 要求服务的时间
是否可抢占：非抢占式算法
优点：综合考虑了等待时间和要求服务的时间，等待时间相同时，要求服务时间端的优先（短作业优先的优点），要求服务时间相同时，等待时间长的优先（先到先服务的优点）。对于长作业来说，随着等待时间越来越久，其响应比也会越来越大，从而避免了长作业饥饿的问题。
是否会导致饥饿：不会
2.4 时间片轮转
算法规则：按照个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成，则剥夺处理机，将进程重新放到就绪队列的队尾。
是否可抢占：抢占式算法
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，因此有一定的开销；没有区分任务的紧急程度
是否会导致饥饿：不会
2.5 优先级调度
2.5.1 非抢占式
调度顺序：P1->P3->P2->P4
2.5.2 抢占式
调度顺序：P1->P2->P3->P2->P4->P1
调度顺序分析：与响应比优先一样逻辑，只不过那里比较的是响应比，这里比较的是优先级
静态优先级策略：
【1】系统进程优先级高于用于进程
【2】前台进程优先级高于后台进程
【3】重点关注I/O操作频繁的进程--提升其优先级
动态优先级策略（从追求公平、提升资源利用率等角度考虑）：
【1】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
【2】如果某进程占用处理机运行了很长时间，则可以适当降低其优先级
【3】如果发现一个进程需要频繁的进行I/O操作，则可以适当提升其优先级
是否可抢占：非抢占式算法、抢占式算法 （两个版本都有）
优点：用优先级区分紧急程度、重要程度，适用于实时操作系统。可灵活地调整对各个进程的偏好程度。
缺点：如果源源不断的有高优先级的进程进来，则可能会导致饥饿线程
是否会导致饥饿：会
2.6 多级反馈队列调度
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】新进程到达时想进入第1级队列，按先到先服务原则排队等待被分配时间片，若用完时间片进程还没结束，则进程进入下一级队列队尾；
【3】只有第k级队列为空时，才会为k+1级队头的进程分配时间片
是否可抢占：抢占式算法 （在k级运行的进程，如果此时有新的进程进入{1至k-1级}，则会先运行该进程，因为该进程的优先级较高）
优点：
【1】对各类型进程相对公平（先到先服务的优点）
【2】每个新到达的进程都可以很快的就得到响应（时间片轮转的优点）；
【3】短进程只用较少的时间就可以完成（短作业优先的优点）；
【4】不必实现估计进程的运行时间，可以灵活地调整各类进程的偏好程度（优先级调度的优点）
是否会导致饥饿：会，如果有源源不断的新进程进来会导致饥饿