进程调度是什么意思？操作系统中常见的五种进程调度算法

进程调度是什么意思？流程大家都很熟悉了，那么你知道流程调度器吗？熟悉操作系统的用户都知道，用户进程的数量一般要多于处理器的数量，这就导致了进程争抢处理器的情况。这时候进程调度器就派上用场了。很多小伙伴可能会好奇进程调度器是如何实现调度的？下面总结了操作系统常用的五种进程调度算法。

进程调度是什么意思？

无论是批处理系统还是分时系统，用户进程的数量一般都会超过处理器的数量，这就会导致它们相互竞争处理器。此外，系统进程也需要使用处理器。这就需要进程调度器按照一定的策略，动态地将处理器分配给就绪队列中的某个进程，使其得以执行。

操作系统常用的进程调度算法：

1.先到先得（FCFS，先到先得）

在所有调度算法中，最简单的是非抢占式 FCFS 算法。

算法原理：进程按照请求CPU的顺序使用CPU。就像你买东西排队一样，谁先排队，谁就先被执行。在执行期间，它不会被打断。当其他人也想进入内存执行时，就得排队等候。万一执行的时候出了什么事，他如今可不想排队，等下一个排队的人来补上。这个时候，他想要再排队，只能站在队伍的最后。

算法优点：简单易懂，实现简单，只需要一个队列（FIFO），比较公平

该算法的缺点：更利于长进程，不利于短进程，利于CPU繁忙的进程，不利于I/O繁忙的进程

2. 最短作业优先（SJF，Shortest Job First）

最短作业优先（SJF，Shortest Job First）又称“短进程优先”SPN（Shortest ProcessNext）；这是对 FCFS 算法的改进，其目标是减少平均周转时间。

算法原理：优先将处理器分配给预期执行时间短的进程。通常后面的短进程不会抢占正在执行的进程。

算法优点：与FCFS算法相比，该算法可以提高平均周转时间和平均加权周转时间，缩短进程的等待时间，提高系统的吞吐量。

该算法的缺点：对长进程非常不利，可能长时间不执行，且不能根据进程的紧急程度划分执行的优先级，难以准确预估执行时间进程，从而影响调度性能。

3. Highest Response Ratio Next（HRRN，Highest Response Ratio Next）

Highest Response Ratio Next（HRRN，Highest Response RatioNext）是FCFS和SJF的综合平衡。FCFS方法只考虑每个作业的等待时间，不考虑执行时间的长短，而SJF方法只考虑执行时间，不考虑等待时间的长短。因此，这两种调度算法在某些极端情况下会带来一些不便。HRN调度策略综合考虑每个作业的等待时间和每个作业的预计执行时间，选择响应率最高的作业执行。这样，即使是一个long job，随着它等待时间的增加，W/T也会增加，它就有机会被调度执行。该算法是 FCFS 和 SJF 之间的折衷。

算法原理：响应比R定义如下：R = (W+T)/T = 1+W/T

其中 T 是作业的估计执行时间，W 是作业在备用队列中的等待时间。每当要进行作业调度时，系统会计算每个作业的响应率，选择R最大的作业执行。

算法优点：由于长作业也有机会投入运行，同时处理的作业数明显少于SJF方法，所以HRRN方法的吞吐量会比SJF 方法。

该算法的缺点：由于每次调度前都需要计算响应比，系统开销也会相应增加。

4、时间片轮转算法（RR，Round-Robin）

该算法采用剥夺策略。时间片循环调度是最古老、最简单、最公平、应用最广泛的算法，也称为RR调度。每个进程都被分配了一段时间，称为它的时间片，这是允许进程运行的时间量。

算法原理：FCFS模式下让就绪进程按照时间片轮流使用CPU调度方式，即系统中所有就绪进程按照FCFS原则排成一个队列，分配CPU调度时每次给队头进程，让其执行一个时间片，时间片的长度从几毫秒到几百毫秒不等。在一个时间片结束时，发生时钟中断，调度器相应地暂停当前进程的执行，将其送至就绪队列的尾部，通过上下文切换执行当前头进程。进程不能用完一个时间片。只卖CPU（比如阻塞）。

算法优点：时间片循环调度算法具有简单、平均响应时间短的特点。

该算法的缺点：不利于处理紧急作业。在时间片轮转算法中，时间片的大小对系统性能的影响很大，因此时间片的大小应选择恰当

如何确定时间片的大小：

1、响应时间的系统要求

2、就绪队列中的进程数

3、系统处理能力

5. 多级反馈队列

多级反馈队列调度算法是一种CPU处理器调度算法，被UNIX操作系统所采用。

多级反馈队列调度算法说明：

1、当进程进入待调度队列等待时，首先进入优先级最高的Q1等待。

2、优先级较高的队列中的进程首先被调度。如果高优先级队列中没有被调度的进程，则调度次优先级队列中的进程。例如：Q1、Q2、Q3是三个队列。Q2 只有在 Q1 没有进程在等待时才会被调度。同样，只有在Q1和Q2为空时才会调度Q3。

3、对于同一个队列中的各个进程，按照时间片轮询的方式进行调度。比如Q1队列的时间片是N，那么如果N个时间片后Q1中的作业还没有完成，就会进入Q2队列等待。如果作业在Q2时间片用完后还不能完成，则继续进入下一级队列，直到完成。

4、当低优先级队列中的进程在运行时，有一个新来的作业，那么在运行完这个时间片后，立即将CPU分配给新来的作业（抢占式）。

在多级反馈队列调度算法中，如果第一队列的时间片略大于大多数人机交互所需的处理时间，则可以更好地满足各类用户的需求。

这里总结了关于进程调度的算法。经过小编的总结，相信大家对进程调度器有了一定的了解。

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