第二章 进程与线程 十一、调度算法2（时间片轮转调度算法、优先级调度算法、多级反馈队列调度算法、多级队列调度算法）

目录

一、时间片轮转调度算法

1、算法思想

2、算法规则

3、用于作业/进程调度

4、是否可抢占?

5、优缺点

优点：

缺点：

6、是否会导致饥饿

7、例子

8、注意

二、优先级调度算法

1、算法思想

2、算法规则

3、用于作业/进程调度

4、是否可抢占?

5、优缺点

优点：

缺点：

6、是否会导致饥饿

7、例子

三、多级反馈队列调度算法

1、算法思想

2、算法规则

3、用于作业/进程调度

4、是否可抢占?

5、优缺点

优点：

6、是否会导致饥饿

7、例子

四、多级队列调度算法

五、总结

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一、时间片轮转调度算法

1、算法思想

公平地、轮流地为各个进程服务，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。

3、用于作业/进程调度

用于进程调度（只有作业放入内存建立了相应的进程后,才能被分配处理机时间片)

4、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。

5、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。

6、是否会导致饥饿

不会

7、例子

8、注意

如果时间片太大，使得每个进程都可以在一个时间片内就完成，则时间片轮转调度算法退化为先来先服务调度算法，并且会增大进程响应时间。因此时间片不能太大。

另一方面，进程调度、切换是有时间代价的（保存、恢复运行环境)，

因此如果时间片太小，会导致进程切换过于频繁，系统会花大量的时间来处理进程切换，从而导致实际用于进程执行的时间比例减少。可见时间片也不能太小。

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。

3、用于作业/进程调度

既可用于作业调度，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。

4、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。

5、优缺点

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

6、是否会导致饥饿

不会

7、例子

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。如果此时已经是在最下级的队列，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级队头的进程分配时间片。

3、用于作业/进程调度

用于进程调度

4、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。

5、优缺点

优点：

• 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)O
• 可灵活地调整对各类进程的偏好程度，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)

6、是否会导致饥饿

会

7、例子

四、多级队列调度算法

五、总结