先来先服务(FCFS,First Come First Serve)
FCFS | |
算法思想 | 主要从“公平”的角度考虑(类似于我们生活中排队买东西的例子) |
算法规则 | 按照作业/进程到达的先后顺序进行服务 |
用于作业/进程调度 | 用于作业调度时,考虑的是哪个作业先到达后备队列;用于进程调度时,考虑的是哪个进程先到达就绪队列 |
是否可抢占? | 非抢占式的算法 |
优缺点 | 优点:公平、算法实现简单缺点:排在长作业(进程)后面的短作业需要等待很长时间,带权周转时间很大,对短作业来说用户体验不好。即,FCFS算法对长作业有利,对短作业不利(Eg:排队买奶茶…前面的顾客一个人买很多杯) |
是否会导致饥饿1 | 不会 |
短作业优先(SJF, Shortest Job First)
SJF | |
算法思想 | 追求最少的平均等待时间,最少的平均周转时间、最少的平均平均带权周转时间 |
算法规则 | 最短的作业/进程优先得到服务(所谓“最短”,是指要求服务时间最短) |
用于作业/进程调度 | 即可用于作业调度,也可用于进程调度。用于进程调度时称为“短进程优先(SPF, Shortest Process First)算法” |
是否可抢占? | SJF和SPF是非抢占式的算法。但是也有抢占式的版本―—最短剩余时间优先算法(SRTN, Shortest Remaining Time Next) |
优缺点 | 优点:“最短的”平均等待时间、平均周转时间 缺点:不公平。对短作业有利,对长作业不利。可能产生饥饿现象。另外,作业/进程的运行时间是由用户提供的,并不一定真实,不一定能做到真正的短作业优先 |
是否会导致饥饿 | 会。如果源源不断地有短作业/进程到来,可能使长作业/进程长时间得不到服务,产生“饥饿”现象。如果一直得不到服务,则称为“饿死” |
短作业优先算法例题
最短剩余时间优先算法例题
注意几个小细节:
1.如果题目中未特别说明,所提到的“短作业/进程优先算法”默认是非抢占式的
2.很多书上都会说“SJF 调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”
严格来说,这个表述是错误的,不严谨的。之前的例子表明,最短剩余时间优先算法得到的平均等待时间、平均周转时间还要更少
应该加上一个条件“在所有进程同时可运行时,采用SIF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”;
或者说“在所有进程都几乎同时到达时,采用SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”;如果不加上述前提条件,则应该说“抢占式的短作业/进程优先调度算法(最短剩余时间优先, SRNT算法)的平均等待时间、平均周转时间最少”
大
3.虽然严格来说,SJIF的平均等待时间、平均周转时间并不一定最少,但相比于其他算法(如FCFS),
SJF依然可以获得较少的平均等待时间、平均周转时间
4.如果选择题中遇到“SJF算法的平均等待时间、平均周转时间最少”的选项,那最好判断其他选项
是不是有很明显的错误,如果没有更合适的选项,那也应该选择该选项
总结:
FCFS 算法是在每次调度的时候选择一个等待时间最长的作业(进程)为其服务。但是没有考虑到作业的运
行时间,因此导致了对短作业不友好的问题
SJF算法是选择一个执行时间最短的作业为其服务。但是又完全不考虑各个作业的等待时间,因此导致了对长作业不友好的问题,甚至还会造成
饥饿问题心
为了即考虑到各个作业的等待时间,也能兼顾运行时间因此产生了高响应比优先算法
高响应比优先(HRRN,Highest Response Ratio Next)
HRRN | |
算法思想 | 要综合考虑作业/进程的等待时间和要求服务的时间 |
算法规则 | 在每次调度时先计算各个作业/进程的响应比,选择响应比最高的为其服务 |
用于作业/进程调度 | 即可用于作业调度,也可用于进程调度 |
是否可抢占? | 非抢占式的算法。因此只有当前运行的作业/进程主动放弃处理机时,才需要调度,才需要计算响应比 |
优缺点 | 综合考虑了等待时间和运行时间(要求服务时间)等待时间相同时,要求服务时间短的优先(来自SJF的优点)要求服务时间相同时,等待时间长的优先(来自FCFS的优点)对于长作业来说,随着等待时间越来越久,其响应比也会越来越大,从而避免了长作业饥饿的问题 |
是否会导致饥饿 | 不会 |
总结
算法 | 思想&规则 | 可抢占? | 优点 | 缺点 | 考虑到等待时间&运行时间? | 会导致饥饿? |
FCFS | … | 非抢占式 | 公平;实现简单 | 对短作业不利 | 等待时间√运行时间× | 不会 |
SJF/SPF | … | 默认为非抢占式,也有SJF的抢占式版本最短剩余时间优先算法(SRTN) | “最短的”平均等待/周转时间; | 对长作业不利,可能导致饥饿;难以做到真正的短作业优先 | 等待时间×运行时间√ | 会 |
HRRN | … | 非抢占式 | 上述两种算法的权衡折中,综合考虑的等待时间和运行时间 | 等待时间√运行时间√ | 不会 |
注:这几种算法主要关心对用户的公平性、平均周转时间、平均等待时间等评价系统整体性能的指标,但是不关心“响应时间”,也并不区分任务的紧急程度,因此对于用户来说,交互性很糟糕。因此这三种算法一般适合用于早期的批处理系统,当然,FCFSs算法也常结合其他的算法使用,在现在也扮演着很重要的角色。
- 某进程/作业长期得不到服务 ↩︎