简介
当CPU有大量任务要处理，但由于资源有限，无法同时处理。所有就需要某种规则来决定任务处理的顺序，这就是调度。
调度层次
根据调度频率与层次，共分为三种
- 高级调度
也称为作业调度(Long-Trem Scheduling),频次很低，它决定哪些进程从外存(硬盘)加载到内存 - 中级调度
也称为内存调度(Medium-Term Scheduing),频次中等，将暂时无法运行的进程(阻塞进程)交换到外存，也就是所谓的挂起。释放内存资源，后续再重新加载到内存中。 - 低级调度
也称为进程调度(Short-Term Scheduing),频次极高，每秒可达数千次。它直接决定当前哪个就绪进程获得CPU。
| ---- | 做什么？ | 发生在哪？ | 频率 | 对进程的影响 |
|---|---|---|---|---|
| 高级调度 | 选择合适的作业调入内存，并创建进程 | 外存=>内存 | 最低 | NULL=>初始态=>就绪态 |
| 中级调度 | 从阻塞队列中选择合适的进程调回内存 | 外存=>内存 | 中等 | 阻塞态=>就绪态 |
| 低级调度 | 从就绪队列中选择合适的进程配合CPU | 内存=>CPU | 极高 | 就绪态=>运行态 |
进程调度的模型
相对进程的状态模型，这里出现了两种新状态，就绪挂起和阻塞挂起。
这本质上是一种优化，比如进程进入了就绪态/阻塞态。但该进程优先级很低，CPU根本调度不到该进程，该进程还白白占用内存，那不如将它挂起，从内存移入外存。释放内存为更高优先级的进程服务。
比如你的屏保程序，是CPU完全没事干的时候，才会运行。如果一直占用内存，只会白白浪费。
眼见为实
常见调度算法
调度算法的选择直接影响系统性能，常见算法为抢占式(直接中断)和非抢占式（进程自愿释放）
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先来先服务(First-Come First-Served,FCFS)
按照进程进入就绪队列的顺序分配CPU，先到先得。
优点：实现简单，公平性基于到达顺序
缺点：可能导致"护航消息"，短CPU时间的进程要等待长CPU进程执行完成，周转性较差
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短作业优先(Shortest Job First,SJF)
选择预计执行最短的进程优先运行。
优点：平均周转时间最小化
缺点：需要预知运行时间，实现很难。谁家好人算这个啊！
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轮转法(Round Robin,RR)
为每个进程分配固定的时间片(比如15ms)，进程时间片用完后，返回就绪队列。
优点：保证程序快速响应，适合交互式系统
缺点：上下文切换频繁，降低系统性能
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优先级调度(Priority Scheduling)
为每个进程分配优先级，高优先级先执行。
分为静态优先级：进程创建时即确定好优先级，动态优先级：根据运行情况动态调整优先级
优点：按需运行，高优先级进程能占用大量CPU。
缺点：低优先级进程可能一直得不到调用。动态设置优先级时，优先级难以界定。
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多级反馈队列(Multilevel Feedback Queues)
设置多个优先级队列，比如按照时间片的长短分组。新进程首先进入高优先级队列，如果未在时间片内完成，则降级到下一级队列
进程调度时机与方式
什么时候需要进程调度？
- 主动放弃
- 进程正常终止
- 运行过程中发生异常而终止
- 主动阻塞，比如等待I/O，Sleep
- 被动放弃
- 分配的时间片用完
- 更高优先级进程的插入，比如I/O中断
什么时候不能进程调度？
- 处理中断的过程
- 进程处于操作系统内核临界区
- 系统原语操作过程
说人话就时，当系统执行原子操作时，就不能调度。
你都是原子操作了，要是能被调度，那还叫原子操作吗？
进程调度方式
- 抢占式
由操作系统剥夺当前进程的CPU使用权 - 非抢占式
进程主动放弃CPU，全凭良心。
进程调度程序
- 支持内核级线程的操作系统，调度的对象是线程
- 不支持内核级线程的操作系统，调度的对象是进程
Idle进程
CPU通电后，就需要一直运行。就算没有工作，也要给CPU几条指令，组成一个循环，在那里空转。
因此系统会创建这么一个特殊的Idle进程。
从它的工作性质不难猜出它的特性：
- 优先级最低
- 能耗低
- 啥也不干
眼见为实
