时间片轮转(RR)调度算法(详解版)

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时间片轮转(RR)调度算法是专门为分时系统设计的。它类似于 FCFS调度,但是增加了抢占以切换进程。

该算法中,将一个较小时间单元定义为时间量时间片。时间片的大小通常为 10~100ms。就绪队列作为循环队列。CPU 调度程序循环整个就绪队列,为每个进程分配不超过一个时间片的 CPU。

为了实现 RR 调度,我们再次将就绪队列视为进程的 FIFO 队列。新进程添加到就绪队列的尾部。CPU 调度程序从就绪队列中选择第一个进程,将定时器设置在一个时间片后中断,最后分派这个进程。

接下来,有两种情况可能发生。进程可能只需少于时间片的 CPU 执行。对于这种情况,进程本身会自动释放 CPU。调度程序接着处理就绪队列的下一个进程。否则,如果当前运行进程的 CPU 执行大于一个时间片,那么定时器会中断,进而中断操作系统。然后,进行上下文切换,再将进程加到就绪队列的尾部,接着 CPU 调度程序会选择就绪队列内的下一个进程。

不过,采用 RR 策略的平均等待时间通常较长。假设有如下一组进程,它们在时间 0 到达,其 CPU 执行以 ms 计:

进程 执行时间
P1 24
P2 3
P3 3

如果使用 4ms 的时间片,那么 P1 会执行最初的 4ms。由于它还需要 20ms,所以在第一个时间片之后它会被抢占,而 CPU 就交给队列中的下一个进程。由于 P2 不需要 4ms,所以在其时间片用完之前就会退出。CPU 接着交给下一个进程,即进程 P3。在每个进程都得到了一个时间片之后,CPU 又交给了进程 P1 以便继续执行。因此,RR 调度结果如下:


时间片轮转调度结果

本文标题:时间片轮转(RR)调度算法(详解版)

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