2.2.5 调度算法（二）
在上一节中我们讲了三种调度算法，分别是先来先服务算法,短作业优先算法，高相应比优先算法，今天我们再来学习三种算法，分别是时间片轮转算法，优先级调度算法，多级反馈队列算法。
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2.2.5.1 时间片轮转算法（RR, Round-Robin）
2.2.5.1 时间片轮转算法（RR, Round-Robin）
时间片轮转算法：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。我们需要注意的是时间片轮转算法应用的对象是进程，因为只有进程才会被分配时间片而作业并不会。时间片轮转算法是一种抢占式的算法，由时钟装置发出中断信号来通知CPU时间已到。
有一组进程，如下图所示，请用时间片轮转算法给出进程的执行顺序，时间片分别设为2以及5 。
时间片为2时，进程到达情况如下：
0时刻：只有P1这一个进程所以P1上处理机运行。
2时刻：P2到达，被存放在就绪队列的队头，刚好P1时间片完于是P1插入到队尾，P2上处理机运行。
4时刻：P3到达，P2时间片用完被插入到P3之后，但此时队头中为P1，于是将P1上处理机运行。
5时刻：P4到达，但是此时P1时间片还没完于是将P4插入到队尾
6时刻：P1的时间片完，下处理机并插入到队尾，处于队头的P3进行调度。
7时刻：虽然P3的时间片还没完但P3已经结束了运行，所以队头的P2发生调度
2.2.5.2 优先级调度算法
优先级调度算法：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。优先级调度算法既有抢占式又有非抢占式，总之一切都是根据优先级高低来决定的。
在如图所示的进程中，我们规定优先数越大，优先级越高，分别用抢占式以及非抢占式给出调度顺序：
非抢占式：（括号中是处于就绪队列中的进程）
0时刻（P1）：只有P1到达，P1上处理机。
调度结果如下图所示：
抢占式：
0时刻（P1）：只有P1到达，P1上处理机。
2时刻（P2）：P2到达就绪队列，优先级比P1更高，发生抢占。P1回到就绪队列，P2上处理机。
2.2.5.3 多级反馈调度算法
多级反馈调度算法实际上是对以上各种算法的折中考虑，算法规则如下：
- 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
- 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
- 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
多级反馈调度算法只适用于进程调度，且也有抢占式和非抢占式两种：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。
对于以下进程，我们采用抢占式的多级反馈进程调度算法来进行进程调度：（这个过程实在是太难弄了.....我想弄成GIF但失败了）
调度的顺序为P1(1) —> P2(1) —> P1(2)—> P2(1)—> P3(1)—> P2(2)—> P1(4) —> P1(1)（括号中为运行的时间片长度）。
2.2.5.4 三种调度算法比较
| 算法 | 抢占？ | 优点 | 缺点 | 饥饿？ | 补充 |
|
时间片轮转
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抢占 |
公平，适用于分时系统
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频繁切换有开销，不区分优先级
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不会 | 时间片大小设计的影响 |
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优先级调度
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非抢占与抢占均可 |
区分优先级，适用于实时系统
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可能导致饥饿
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会 | 动态优先级设置 |
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多级反馈队列
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抢占 | 都是优点 | 会 |