程式排程演算法Linux程式排程演算法

這次介紹一下作業系統的程式排程演算法

• 作業系統的排程分為三種：1.遠端排程（建立新程式）；2.中程排程（交換功能的一部分）；3.短程排程（下次執行哪個程式）

這次講述的就是短程排程，可以簡單的看作我們們平時所說的程式排程啦

當發生下面幾種情況的時候會呼叫短程排程器，然後就看下次執行那個程式啦

• 時鐘中斷
• I/O中斷
• 作業系統呼叫
• 訊號（如訊號量）

 

• 程式排程演算法：
• • 先來先服務（FCFS）
  • 短作業優先（SPN）
  • 最短剩餘時間（SRT）
  • 時間片輪轉
  • 最高響應比優先
  • 公平共享排程

 

 

• 先來先服務

就和名字一樣，哪個程式先來就先獲得處理器時間，，用一個佇列暫存等待處理器的程式，優點是實現簡單（太簡單了吧喂），缺點，遇到那種又臭又長的程式就很不爽了，好比食堂打飯，前面的人不買一直問，後面的人一直排隊，那麼後面的人就怎麼了呢？後面的人就飢餓！同時如果現在有一個馬上就要餓死的人急需吃飯，這就很尷尬了（緊急的程式無法處理，優先順序高的程式處於飢餓狀態），所以有了優先順序佇列的先來先服務演算法，這樣也不是很好，因為總有又臭又長的程式，排隊是誰都不樂意的吧，而且處理器時間就不公平了。

• 短作業優先

因為先來先服務不好，所以有了短作業優先，通過設定執行時間短的程式作業的優先順序為高來實現，也很簡單粗暴，就是說程式時間越短就越先執行，看著是比較好了，不浪費時間了，但是有沒有想過長程式的感受，來了一群短的程式，然後一直來短程式，這是要餓死長程式的節奏，人家長有錯麼？如果是可搶佔的方式（見最短剩餘時間版本），就更慘了，只要來了更短的就別想好好執行了。。。

• 最短剩餘時間

就是剛才說的短作業優先的搶佔版本，說過他的缺點了，當前執行的程式還剩10個時間單位，但是一直來了一群只要2個時間單位就跑完的程式，那當前的程式就會被搶佔，然後含恨餓死。。

• 時間片輪轉

既然上面幾種演算法都有可能出現飢餓程式，那麼我就乾脆讓每個程式都執行那麼一會，這樣不就比較公平了？每個程式都有機會在處理器上跑，看起來很和諧，但是還是沒有解決優先順序的問題，優先順序不好控制，比如有什麼緊急的程式需要立即執行，就不好辦了。而且每個程式的具體情況也是不一樣的，比如有I/O消耗型程式，和處理器消耗型程式，在同樣的事件片裡真正佔用處理器的時間是不一樣的，而我們是真正佔用處理器的時間希望能一樣的，這樣就公平了嘛。這樣看來，時間片輪轉也是有缺點的。

• 最高響應比優先

什麼是響應比？看一下這個公式：R=(w+s)/s，其中R是響應比，w是等待處理器的時間，s是期待的服務時間，簡單的來說響應比就是，程式從加入等待佇列開始一直到執行完畢經歷的時間除以程式使用處理器的時間，這個響應比比較高的就證明該程式等待比較久了，它估計會很餓，先讓它吃！

• 公平共享排程

Linux系統中普通程式使用的排程方法就是公平共享排程的一個例項，被稱作完全公平排程演算法（CFS），雖然一定不可能公平。。。詳情參照我的另一篇部落格。。傳送門召喚！！：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5516872.html

• Linux系統中的程式排程方案

Linux在進行程式排程的時候把程式分為兩種：1.普通程式；2.實時程式

實時程式的優先順序永遠比普通程式的優先順序高，也就是說實時程式只要來了就可以搶佔普通程式，而且還抓住處理器就不撒手，直到所有的實時程式都執行完畢，才會把處理器讓出來給普通程式使用

之前也說了，普通程式的排程採用的是完全公平排程（CFS）對應的是SCHED_NORMAL

而實時程式採用的排程方法就比較簡單粗暴了，Linux提供了兩種實時排程策略：SCHED_FIFO和SCHED_RR。

SCHED_FIFO：簡單的先入先出的排程演算法，不使用時間片，只可能被更高優先順序的FIFO或者SCHED_RR搶佔

SCHED_RR：時間片輪轉的方式，優先順序比SCHED_FIFO還要高，可以搶佔SCHED_FIFO

實時程式的排程沒有實時優先順序這一說法，採用的是靜態優先順序，一開始定好優先順序之後就不會改變了。