Java之进程调度项目
项目介绍
进程调度是操作系统中非常重要的一部分，它负责决定进程的执行顺序，合理地分配系统资源，保证各个进程能够公平、高效地运行。在本项目中，我们将使用Java语言开发一个简单的进程调度模拟系统，通过模拟不同的进程调度算法，展示它们的原理和效果。
项目结构
为了更好地理解项目的整体结构，我们先来看一下项目的类图：
classDiagram
class Process {
String name
int arrivalTime
int burstTime
int priority
int waitingTime
int turnaroundTime
int remainingTime
void execute()
}
class Scheduler {
List<Process> processes
void addProcess(Process process)
void execute()
}
class FCFS extends Scheduler {
void execute()
}
class SJF extends Scheduler {
void execute()
}
class Priority extends Scheduler {
void execute()
}
上述类图中，Process类表示进程，拥有名称、到达时间、执行时间、优先级、等待时间、周转时间和剩余时间等属性，以及执行进程的方法。Scheduler类表示进程调度器，拥有进程列表和执行进程的方法。FCFS、SJF和Priority是继承自Scheduler的具体调度算法类。
进程调度算法
本项目中实现了三种经典的进程调度算法：
- 先来先服务（First-Come, First-Served，简称FCFS）：按照进程到达的先后顺序进行调度。
- 最短作业优先（Shortest Job First，简称SJF）：按照进程需要的执行时间进行调度，执行时间越短的进程优先执行。
- 优先级调度（Priority Scheduling）：按照进程的优先级进行调度，优先级高的进程优先执行。
这三种算法在实际应用中具有不同的特点和适用场景，通过对它们的模拟实现，我们可以更好地理解它们的原理和效果。
代码示例
下面是每种调度算法的简单示例代码：
先来先服务（FCFS）
class FCFS extends Scheduler {
void execute() {
int currentTime = 0;
for (Process process : processes) {
if (process.arrivalTime > currentTime) {
currentTime = process.arrivalTime;
}
process.waitingTime = currentTime - process.arrivalTime;
process.turnaroundTime = process.waitingTime + process.burstTime;
currentTime += process.burstTime;
}
}
}
最短作业优先（SJF）
class SJF extends Scheduler {
void execute() {
List<Process> sortedProcesses = new ArrayList<>(processes);
Collections.sort(sortedProcesses, Comparator.comparingInt(p -> p.burstTime));
int currentTime = 0;
for (Process process : sortedProcesses) {
if (process.arrivalTime > currentTime) {
currentTime = process.arrivalTime;
}
process.waitingTime = currentTime - process.arrivalTime;
process.turnaroundTime = process.waitingTime + process.burstTime;
currentTime += process.burstTime;
}
}
}
优先级调度（Priority Scheduling）
class Priority extends Scheduler {
void execute() {
List<Process> sortedProcesses = new ArrayList<>(processes);
Collections.sort(sortedProcesses, Comparator.comparingInt(p -> p.priority));
int currentTime = 0;
for (Process process : sortedProcesses) {
if (process.arrivalTime > currentTime) {
currentTime = process.arrivalTime;
}
process.waitingTime = currentTime - process.arrivalTime;
process.turnaroundTime = process.waitingTime + process.burstTime;
currentTime += process.burstTime;
}
}
}
测试和结果分析
我们可以编写测试代码来模拟不同的进程调度场景，并观察每个进程的等待时间和周转时间。下面是一个简单的测试示例：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scheduler fcfs = new FCFS();
fcfs.addProcess(new Process("P1", 0, 8, 3));
fcfs.addProcess
