进程调度

进程调度是操作系统中的一个核心功能,负责管理和分配CPU时间给系统中的各个进程。操作系统通过调度算法决定哪个进程将获得CPU资源,以及它们将获得多长时间的执行。进程调度可以在多种情况下被触发:

  1. 时间片到期:在抢占式多任务操作系统中,每个进程被分配一个时间片来执行。当进程的时间片用完时,操作系统会中断该进程的执行,将其放回就绪队列,并从就绪队列中选择另一个进程执行。
  2. I/O请求:当进程执行I/O操作(如读写文件、网络通信等)并等待I/O操作完成时,它会被阻塞,操作系统将其从运行状态转移到等待状态,并进行进程调度,选择另一个就绪状态的进程执行。
  3. I/O完成:当I/O操作完成后,等待该I/O的进程变为就绪状态。这可能导致操作系统重新评估当前运行的进程,以决定是否进行进程调度,以让更高优先级或等待时间更长的进程获得执行。
  4. 创建新进程:当创建一个新的进程时,操作系统需要决定是否立即调度这个新进程执行,这取决于新进程的优先级以及当前正在运行的进程。
  5. 进程终止:当进程完成其执行并退出时,操作系统需要选择另一个进程来占用释放的CPU资源。
  6. 从等待状态变为就绪状态:当进程因为等待某个事件(如信号量、事件或条件变量)而被阻塞,一旦这个事件发生,进程将从等待状态变为就绪状态,这可能触发进程调度。
  7. 系统调用:某些系统调用可能导致当前运行的进程被挂起(如sleep()),此时操作系统会进行进程调度以选择另一个进程运行。
  8. 高优先级进程变为就绪状态:在优先级调度算法中,如果一个高优先级进程变为就绪状态,操作系统可能会抢占当前运行的低优先级进程,以便高优先级进程可以立即执行。

进程调度策略和算法的设计旨在公平地分配CPU资源,提高系统的响应性和吞吐量,同时确保系统的有效和高效运行。