操作系统：高优先权优先调度算法（抢占式）Java代码实现
一、抢占式优先级调度算法：
在这种调度方式下，进程调度程序把处理机分配给当时优先级最高的就绪进程，使之执行。一旦出现了另一个优先级更高的就绪进程时，进程调度程序就停止正在执行的进程，将处理机分配给新出现的优先级最高的就绪进程。
二、实现代码：
package Package8;
import java.util.Scanner;
/**
* 高优先权优先调度算法（抢占式）
*
* 该程序的思想：将所有进程信息存入数组中，先找出最早到达的进程，将进程状态标记为运行，表示运行该进程；
* 每个进程的优先权为开始时自动设置的一个10~20的随机数；
* currentTime表示当前时间，随着循环的进行而增加；
* 数组中同时只有一个进程的状态为运行，当进程的状态为运行时，进程的优先权随着时间的增加而减少；
* 当需要运行下一个进程时，将下一个将要运行的进程的状态标记为运行，并进入下一轮循环；
* 当进程的状态发生改变时，输出数组中的进程信息；
* 进程剩余服务时间等于0后，进程的状态改为完成，当所有进程的状态为完成后，退出循环；
*
*/
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
PCB2[] a = new PCB2[10];
// input方法用于输入进程信息，返回输入进程的总数
int k = input(a);
// 输出初始作业状态
System.out.println("初始作业状态：");
// 遍历输出数组
output(a, k);
int f = 0; // 用于记录已经完成调度的进程个数
// 找出最早到达的进程，先执行
int m1 = firstArrive(a, k);
// 当前时间设为第一个到达进程的到达时间
double currentTime = a[m1].getArriveTime();
a[m1].setCondition(1); // 将进程m1的状态改为运行
while (f < k){
int m = 0;
// 找出需要运行的进程
for (int i = 0; i < k; i++) {
if (a[i].getCondition() == 1){
m = i;
break;
}
}
// beginTime默认为-1
if (a[m].getBeginTime() == -1){
a[m].setBeginTime(currentTime);
}
System.out.println("当前时间：" + currentTime);
output(a, k);
// 循环一次时间加1
for (int i = 0; i < a[m].getServiceTime2(); i++) {
currentTime = currentTime + 1;
a[m].setServiceTime(a[m].getServiceTime() - 1);
a[m].setDibs(a[m].getDibs() - 1);
// 进程执行完成
if (a[m].getServiceTime() == 0){
a[m].setCondition(2); // 将进程m的状态改为完成
a[m].setFinishTime(currentTime);
f = f + 1;
// 进程全部执行完毕后退出循环
if (f == k){
break;
}
// 利用进程的状态标记下一个需要运行的进程
PCB2 max1 = new PCB2();
int n1 = -1;
for (int j = 0; j < k; j++) {
if (currentTime >= a[j].getArriveTime() && (a[j].getCondition() != 2)){
if (a[j].getDibs() > max1.getDibs()){
max1 = a[j];
n1 = j;
} else if (a[j].getDibs() == max1.getDibs() && a[j].getArriveTime() < max1.getArriveTime()){
max1 = a[j];
n1 = j;
}
}
}
// 将下一个运行的进程状态变为运行
if (n1 != -1){
a[n1].setCondition(1);
} else{
int m2 = firstArrive(a, k);
currentTime = a[m2].getArriveTime();
a[m2].setCondition(1);
}
break;
} else {
// 如果当前进程没有执行完成，并且等待队列中存在优先权更高的进程
// 阻塞当前进程，标记优先权更高的进程
PCB2 max2;
max2 = a[m];
int n2 = m;
for (int j = 0; j < k; j++) {
if (currentTime >= a[j].getArriveTime() && (a[j].getCondition() != 2)){
if (max2.getDibs() < a[j].getDibs()){
max2 = a[j];
n2 = j;
} else if (a[j].getDibs() == max2.getDibs() && a[j].getArriveTime() < max2.getArriveTime()){
max2 = a[j];
n2 = j;
}
}
}
if (n2 != m) {
a[m].setCondition(0);
a[n2].setCondition(1);
break;
}
}
}
}
System.out.println("最终结果：");
System.out.println("当前时间：" + currentTime);
for (int i = 0; i < k; i++) {
a[i].setCyclingTime(a[i].getFinishTime() - a[i].getArriveTime());
double time = a[i].getCyclingTime() / a[i].getServiceTime2();
a[i].setFloat_Wi(Double.parseDouble(String .format("%.2f", time)));
System.out.println(a[i]);
}
}
/**
* 该方法用于遍历输出数组
* @param a
* @param k
*/
public static void output(PCB2[] a, int k){
for (int i = 0; i < k; i++) {
System.out.println(a[i]);
if (i == k - 1){
System.out.println();
}
}
}
/**
* 该方法用于找出除运行完成的进程之外的最早到达的进程的下标
* @param a
* @param k
* @return 除运行完成的进程之外的最早到达的进程的下标
*/
public static int firstArrive(PCB2[] a, int k){
PCB2 min = new PCB2();
int m = 0;
// 找出一个未完成的进程赋给min
for (int i = 0; i < k; i++) {
if (a[i].getCondition() != 2){
min = a[i];
m = i;
break;
}
}
for (int i = 0; i < k; i++) {
if (a[i].getArriveTime() < min.getArriveTime() && (a[i].getCondition() != 2)){
min = a[i];
m = i;
} else if(a[i].getArriveTime() == min.getArriveTime() && a[i].getDibs() >= min.getDibs() && (a[i].getCondition() != 2)){
min = a[i];
m = i;
}
}
return m;
}
/**
* 该方法用于输入进程信息
* @param a
* @return 输入进程的个数
*/
public static int input(PCB2[] a){
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int k = 0; // 初始化,k记录总进程数
System.out.println("请一次输入两个整数，之间用空格隔开,输入负数结束输入");
// 重复输入进程信息
while (true){
System.out.printf("请输入第%d进程到达时间、服务时间（整数）：", k);
// 将进程id设置为k
double arriveTime = scanner.nextDouble();
if (arriveTime < 0){
System.out.println("输入结束");
break;
}
int serviceTime = 0;
try {
serviceTime = scanner.nextInt();
} catch (Exception e) {
System.out.println("服务时间应该为整数!");
e.printStackTrace();
}
int dibs = (int) (Math.random() * 10 + 10); // 生成一个10~20的随机数，设置为进程的初始优先度
a[k] = new PCB2(k,arriveTime, serviceTime, dibs); // 利用构造方法初始化数据
k ++;
if (serviceTime < 0){
System.out.println("输入结束");
break;
}
}
scanner.close(); // 释放scanner
return k;
}
public static class PCB2 {
private int id;
private double beginTime; // 开始执行时间
private double arriveTime; // 到达时间
private int serviceTime; // 剩余服务时间
private int serviceTime2; // 服务时间
private double finishTime; // 完成时间
private double cyclingTime; // 周转时间
private double float_Wi; // 带权周转时间
private int dibs; // 优先权
private int condition; // 进程状态，0表示等待，1表示运行，2表示完成
public int getServiceTime2() {
return serviceTime2;
}
public void setServiceTime2(int serviceTime2) {
this.serviceTime2 = serviceTime2;
}
public double getBeginTime() {
return beginTime;
}
public void setBeginTime(double beginTime) {
this.beginTime = beginTime;
}
public int getCondition() {
return condition;
}
public void setCondition(int condition) {
this.condition = condition;
}
public int getDibs() {
return dibs;
}
public void setDibs(int dibs) {
this.dibs = dibs;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public double getArriveTime() {
return arriveTime;
}
public void setArriveTime(double arriveTime) {
this.arriveTime = arriveTime;
}
public int getServiceTime() {
return serviceTime;
}
public void setServiceTime(int serviceTime) {
this.serviceTime = serviceTime;
}
public double getFinishTime() {
return finishTime;
}
public void setFinishTime(double finishTime) {
this.finishTime = finishTime;
}
public double getCyclingTime() {
return cyclingTime;
}
public void setCyclingTime(double cyclingTime) {
this.cyclingTime = cyclingTime;
}
public double getFloat_Wi() {
return float_Wi;
}
public void setFloat_Wi(double float_Wi) {
this.float_Wi = float_Wi;
}
public PCB2() {
}
public PCB2(int id, double arriveTime, int serviceTime, int dibs) {
this.id = id;
this.arriveTime = arriveTime;
this.serviceTime = serviceTime;
this.serviceTime2 = serviceTime;
this.dibs = dibs;
this.beginTime = -1; // 默认开始执行时间为-1
}
@Override
public String toString() {
String condition1;
if (condition == 0) {
condition1 = "等待";
} else if (condition == 1) {
condition1 = "运行";
} else {
condition1 = "完成";
}
return "进程信息：" +
"id=" + id +
", 到达时间=" + arriveTime +
", 剩余服务时间=" + serviceTime +
", 服务时间=" + serviceTime2 +
", 开始执行时间=" + beginTime +
", 完成时间=" + finishTime +
", 周转时间=" + cyclingTime +
", 带权周转时间=" + float_Wi +
", 优先权=" + dibs +
", 进程状态：" + condition1;
}
}
}
三、运行结果：
