进程调度

多个就绪进程争抢 CPU 时，由调度器决定"下一个轮到谁、运行多久"。调度算法直接决定系统是"响应飞快"还是"卡成幻灯片"，是操作系统面试的必考点。

调度要追求什么

调度目标往往互相矛盾，需要根据系统类型权衡：

指标	含义	追求方向
吞吐量	单位时间完成的任务数	越大越好
周转时间	任务从提交到完成的总耗时	越短越好
等待时间	进程在就绪队列里等待的时间	越短越好
响应时间	交互场景下从输入到有反馈	越短越好

批处理系统重吞吐，桌面系统重响应，实时系统重截止时间——没有万能算法，只有匹配场景的算法。

经典调度算法（一）：先来先服务与短作业优先

先来先服务（FCFS）：按到达顺序排队，实现最简单。缺点是护航效应——一个大任务排在前面，后面所有短任务都被堵住干等。

短作业优先（SJF）：谁预计运行时间短谁先执行，平均等待时间最优；但长任务可能长期得不到执行（饥饿），且运行时间往往无法预先得知，只适合理想情况。

举例（三个任务运行时间分别为 8、4、1 分钟，同时到达）：

• FCFS：按 8→4→1 顺序，平均等待 = (0+8+12)/3 ≈ 6.7 分钟；
• SJF：按 1→4→8 顺序，平均等待 = (0+1+5)/3 = 2 分钟，明显更优。

经典调度算法（二）：时间片轮转

时间片轮转（RR）：就绪队列按 FCFS 排队，每个进程最多运行一个时间片（如 10ms），时间片用完就被抢占、排到队尾继续等。它是分时系统的基石，交互体验好：

就绪队列：[P1][P2][P3]
第 1 个时间片给 P1 → 队列变为 [P2][P3][P1]
第 2 个时间片给 P2 → 队列变为 [P3][P1][P2]

时间片太小则切换开销过大，太大则退化成 FCFS，需要权衡。

优先级调度与多级反馈队列

优先级调度：优先级高的先运行；低优先级可能饥饿，常用"老化"缓解——等待越久优先级逐渐提升。

多级反馈队列（MLFQ）：综合方案。设置多级就绪队列，新进程进入最高优先级队列，时间片用尽即降级到下一级：

Q1（最高优先，时间片短）：[新任务...]
Q2（时间片中等）：        [...
Q3（最低优先，时间片长）：[...

短任务在高层快速完成，长任务降到底层也饿不死。现代操作系统（如 Linux 的 CFS）大体沿用了"动态优先级 + 公平调度"的思路。

调度时机与抢占

什么时候会发生调度切换？

1. 进程主动让出 CPU：等待 I/O、调用 sleep/yield（非抢占式）。
2. 时间片耗尽、更高优先级进程就绪（抢占式）。
3. 进程结束或异常退出。

分时系统必须是抢占式的；Linux 默认抢占，其 CFS 按"虚拟运行时间"对所有进程公平排序，谁运行得少谁优先。

小结：调度就是回答"谁上 CPU、跑多久"。答题时按"算法思想 + 是否抢占 + 一个缺点 + 适用场景"四段式展开，把 FCFS、SJF、RR、MLFQ 讲清楚，即可覆盖绝大多数调度类面试题。