比较调度算法的准则
- CPU使用率：CPU处于忙状态的时间百分比
- 吞吐量：单位时间内完成的进程数量
- 周转时间：进程从初始化到结束（包括等待）的总时间
- 就绪等待时间：进程在就绪队列中的总时间
- 响应时间：从提交请求到产生响应所花费的总时间
决策模式
决策模式说明选择函数在执行的瞬间的处理方式，通常分为以下两类：
非抢占：一旦进入运行状态，就不会终止直到运行结束。
抢占：当前正在运行的进程可以被打断，并转移到就绪态。一个调度算法是否能抢占，对进程的顺序有着极大的影响。
一、先来先服务（FCFS）
先来先服务是最简单的策略，也称为先进先出FIFO。首先它是一个非抢占的。如字面意思，它根据进程到达时间决定先运行哪一个进程。
- FCFS的周转时间
示例：3个进程，计算时间分别为12,3,3
- FCFS优点
简单
- 缺点
- 平均等待时间波动较大：短进程可能排在长进程后面
- I/O资源和CPU资源的利用率较低：CPU密集型进程会导致I/O设备闲置时，I/O密集型进程也等待。
二、短进程优先算法（SPN）
选择就绪队列中执行时间最短进程占用CPU进入运行状态，就绪队列按预期的执行时间来排序，短进程优先算法具有最优平均周转时间。
- SPN算法中一组进程的平均周转时间
- 而修改进程执行顺序不能减少平均等待时间
- 短进程优先算法缺点：
- 可能导致饥饿：连续的短进程流会使长进程无法获得CPU资源
- 需要预知下一个CPU计算的持续时间，简单的解决办法—询问用户，用户欺骗就杀死相应进程，用户不知道到，则...
- 短进程优先算法的执行时间预估：用历史的执行时间来预估未来的执行时间。
三、最高响应比优先算法（HRRN）
选择就绪队列中响应比R值最高的进程
- 特点
- 在短进程优先算法的基础上改进
- 不可抢占
- 关注进程的等待时间
- 防止无限期推迟
四、时间片轮转算法（RR, Round-Robin）
1.时间片：分配处理及资源的基本时间单元
2.算法思路
- 时间片结束时，按FCFS算法切换到下一个就绪进程
- 每隔（n-1）个时间片进程执行一个时间片q
3.时间片为20的RR算法示例
4.时间片轮换算法中的时间片长度
- RR算法开销，额外的上下文切换
- 时间片太长
- 等待时间过长
- 极限情况退化为FCFS
- 时间片太小
- 反映迅速，但产生大量的上下文切换
- 大量的上下文切换开销影响到系统吞吐量
- 时间片长度选择目标
- 选择一个合适的时间片长度
- 经验规则：维持上下文切换开销处于1%以内
五、多级队列调度算法（MQ）
1. 就绪队列被划分为多个独立的子队列
- 如：前台（交互），后台（批处理）
2.每个队列拥有自己的调度策略
- 如：前台-RR，后台-FCFS
3. 队列间的调度
- 固定优先级
- 先处理前台，后处理后台
- 可能导致饥饿
2.时间片轮换
- 每个队列得到一个确定的能够调度其进程的CPU总时间
- 如：80%CPU时间用于前台，20%CPU时间用于后台
六、多级反馈队列算法（MLFQ）
进程可在不同队列中移动的多级队列算法
- 时间片大小随优先级级别增加而增加
- 如进程在当前的时间片没有完成，则降到下一个优先级
MLFQ算法的特征：
- CPU密集型进程的优先级下降很快
- I/O密集型进程停留在高优先级