进程调度

定义

进程调度(Process Scheduling)是操作系统决定在某一时刻将 CPU 分配给哪个就绪进程或线程执行的机制。由于进程数量通常远多于 CPU 核心数,调度器必须合理分配处理器时间,以实现多任务的并发执行。

核心机制

调度器追求多个常常相互冲突的目标,如吞吐量、响应时间、公平性与 CPU 利用率。常见调度算法包括:

• 先来先服务(FCFS):按到达顺序执行,简单但可能造成长任务阻塞。
• 短作业优先(SJF):优先执行预计耗时最短的任务。
• 时间片轮转:为每个进程分配固定时间片,轮流执行,保证响应性。
• 优先级调度:按优先级高低分配 CPU,需防止低优先级进程「饥饿」。
• 多级反馈队列:综合多种策略,动态调整进程优先级。

作用

调度可分为抢占式与非抢占式:前者允许内核中断当前进程以切换到更紧急的任务,现代通用系统普遍采用。良好的调度策略能兼顾交互响应与后台计算,使系统既流畅又高效。进程切换涉及保存与恢复上下文,称为上下文切换,本身也带来一定开销。