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進程調度詳細總結

一、概念：

無論是在批處理系統還是分時系統中，用戶進程數一般都多于處理機數、這將導致它們互相爭奪處理機。另外，系統進程也同樣需要使用處理機。這就要求進程調度程序按一定的策略，動態地把處理機分配給處于就緒隊列中的某一個進程，以使之執行。

二、進程的四個基本屬性：

1.多態性 從誕生、運行，直至消滅。 　　2.多個不同的進程可以包括相同的程序 　　3.三種基本狀態 它們之間可進行轉換 　　4.并發性?并發執行的進程輪流占用處理器

三、進程的三種基本狀態：

1.等待態：等待某個事件的完成； 　　2.就緒態：等待系統分配處理器以便運行； 　　3.運行態：占有處理器正在運行。 　　運行態→等待態 往往是由于等待外設，等待主存等資源分配或等待人工干預而引起的。 　　等待態→就緒態 則是等待的條件已滿足，只需分配到處理器后就能運行。 　　運行態→就緒態 不是由于自身原因，而是由外界原因使運行狀態的進程讓出處理器，這時候就變成就緒態。例如時間片用完，或有更高優先級的進程來搶占處理器等。 　　就緒態→運行態 系統按某種策略選中就緒隊列中的一個進程占用處理器，此時就變成了運行態

四、進程調度的方式：

非剝奪方式

分派程序一旦把處理機分配給某進程后便讓它一直運行下去，直到進程完成或發生? 某事件而阻塞時，才把處理機分配給另一個進程。

剝奪方式

當一個進程正在運行時，系統可以基于某種原則，剝奪已分配給它的處理機，將之分配給其它進程。剝奪原則有：優先權原則、短進程優先原則、時間片原則。 　　例如，有三個進程P1、P2、P3先后到達，它們分別需要20、4和2個單位時間運行完畢。 　　假如它們就按P1、P2、P3的順序執行，且不可剝奪，則三進程各自的周轉時間分別為20、24、 　　26個單位時間，平均周轉時間是23.33個時間單位。 　　假如用時間片原則的剝奪調度方式，可得到： 　　可見：P1、P2、P3的周轉時間分別為26、10、6個單位時間(假設時間片為2個單位時間)，平均周轉時間為14個單位時間。 　　衡量進程調度性能的指標有：周轉時間、響應時間、CPU-I/O執行期。

五、進程調度算法：

1、先進先出算法（FIFO）

算法總是把處理機分配給最先進入就緒隊列的進程，一個進程一旦分得處理機，便一直執行下去，直到該進程完成或阻塞時，才釋放處理機。 　　例如，有三個進程P1、P2和P3先后進入就緒隊列，它們的執行期分別是21、6和3個單位時間， 　　執行情況如下圖： 　　對于P1、P2、P3的周轉時間為21、27、30，平均周轉時間為26。 　　可見，FIFO算法服務質量不佳，容易引起作業用戶不滿，常作為一種輔助調度算法。

2、最短CPU運行期優先調度算法(SCBF--Shortest CPU Burst First)

　　該算法從就緒隊列中選出下一個“CPU執行期最短”的進程，為之分配處理機。 　　例如，在就緒隊列中有四個進程P1、P2、P3和P4，它們的下一個執行?

進程調度

期分別是16、12、4和3個單位時間，執行情況如下圖： 　　P1、P2、P3和P4的周轉時間分別為35、19、7、3，平均周轉時間為16。 　　該算法雖可獲得較好的調度性能，但難以準確地知道下一個CPU執行期，而只能根據每一個進程的執行歷史來預測。

3、時間片輪轉法：

前幾種算法主要用于批處理系統中，不能作為分時系統中的主調度算法，在分時系統中，都采用時間片輪轉法。 　　簡單輪轉法：系統將所有就緒進程按FIFO規則排隊，按一定的時間間隔把處理機分配給隊列中的進程。這樣，就緒隊列中所有進程均可獲得一個時間片的處理機而運行。

4、多級反饋隊列：

　　多級隊列方法：將系統中所有進程分成若干類，每類為一級。　多級反饋隊列方式是在系統中設置多個就緒隊列，并賦予各隊列以不同的優先權。

六、引起進程調度的原因：

進程調度發生在什么時機呢？這與引起進程調度的原因以及進程調度的方式有關。 　　(1)正在執行的進程執行完畢。這時，如果不選擇新的就緒進程執行，將浪費處理機資源。 　　(2)執行中進程自己調用阻塞原語將自己阻塞起來進入睡眠等狀態。 　　(3)執行中進程調用了P原語操作，從而因資源不足而被阻塞；或調用了v原語操作激活了等待資源的進程隊列。 　　(4)執行中進程提出I/O請求后被阻塞。 　　(5)在分時系統中時間片已經用完。 　　(6)在執行完系統調用等系統程序后返回用戶進程時，這時可看作系統進程執行完畢，從而可調度選擇一新的用戶進程執行。 　　以上都是在不可剝奪方式下的引起進程調度的原因。在CPU執行方式是可剝奪時．還有 　　(7)就緒隊列中的某進程的優先級變得高于當前執行進程的優先級，從而也將引發進程調度。

七、各種系統采用的進程調度算法：

1、UNIX系統：　

UNIX操作系統采用可剝奪的動態優先級調度算法。進程的優先級由賦給它的優先數確定，優先數越小，優先級越高。在該算法中，進程的優先數隨著它占用CPU的時間增加而增加。當進程占用CPU的時間減少時，其優先數也隨著減少。 補充：作為一個分時的、多任務、多用戶操作系統，要保證公平地對待各個用戶的進程，使各終端用戶的響應時間不至太一長.所以UNIX操作系統采用了這種調度算法。但這種算法不能滿足關鍵任務的需求，從而使傳統的UNIXrK操作系統缺乏實時性。

2、LINUX系統：

Linux中的進程如果從調度策略劃分，可以分為兩類，普通進程和實時進程。實時進程又可分為兩類，FIFO，RR。實時進程的優先級遠遠大于普通進程。Linux的處理策略是如果有實時進程處于可運行狀態，那么優先運行實時進程，知道所有的實時進程或者結束，或者被殺掉，或者處于阻塞狀態。也就是說如果實時進程一直在運行，那么普通的進程就會被活活餓死。由于實時進程和普通進程所采用的調度策略不同，下面分別介紹。

（一）普通進程調度

每一個普通進程都有一個靜態優先級。這個值會被調度器用來與作為參考來調度進程。在內核中調度的優先級的區間為[100，139]，數字越低，優先級越高。

（二）實時進程調度

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每一個實時進程都會與一個實時優先級相關聯。實時優先級在1到99之間。不同與普通進程，系統調度時，實時優先級高的進程總是先于優先級低的進程執行。知道實時優先級高的實時進程無法執行。實時進程總是被認為處于活動狀態。

如果有數個 優先級相同的實時進程，那么系統就會按照進程出現在隊列上的順序選擇進程。假設當前CPU運行的實時進程A的優先級為a，而此時有個優先級為b的實時進程B進入可運行狀態，那么只要b<a，系統將中斷A的執行，而優先執行B，直到B無法執行（無論A，B為何種實時進程）。

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不同調度策略的實時進程只有在相同優先級時才有可比性：

1. 對于FIFO的進程，意味著只有當前進程執行完畢才會輪到其他進程執行。由此可見相當霸道。
2. 對于RR的進程。一旦時間片消耗完畢，則會將該進程置于隊列的末尾，然后運行其他相同優先級的進程，如果沒有其他相同優先級的進程，則該進程會繼續執行。
總而言之，對于實時進程，高優先級的進程就是大爺。它執行到沒法執行了，才輪到低優先級的進程執行。等級制度相當森嚴啊。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/njczy2010/p/5800072.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的转 进程的调度方式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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