本篇介绍操作系统如何调度应用程序，一个我们必须考虑的问题是，应用程序究竟是什么样的，比如它是：
- 经常需要与用户交互(等待用户输入)的交互型应用程序（或者说IO密集型应用）
- 长时间占用CPU，基本没有IO的应用程序
这引出了两个指标，交互型应用程序比较重视响应性，即任务多久会被响应，长时间占用CPU的程序比较重视周转时间，即任务从到达开始多久会完成。
先进先出FIFO
对于每个到达的任务，维护队列进行排队，先到达的先运行，直到停止。
它很简单，但无论是哪个指标，它都没办法较好的保证，它的好处就是简单且公平。
假设ABC按顺序到达，它们的到达时间相差很小，由于任务A很长，导致BC不能及时的执行，所以拖慢了他们两个的周转时间，而从响应性来说，BC必须等待A执行完，响应性也不是那么好。
最短任务优先SJF
最短任务优先是一个改进的FIFO，它在多个任务同时到达的情况下，将短任务排到前面。
情况依然不乐观，从左图看，如果ABC同时到达，BC的周转时间和响应时间都有了改善，平均周转时间也有了改善，而从右图看，如果BC比A稍晚到10ms，就回到了之前的情况。
最短任务优先（包括我们后面看到的部分算法）必须清楚地知道任务的长度，但这很难，在实际应用中，系统几乎对此一无所知
最短完成时间优先STCF
我们貌似陷入了僵局，要从僵局中跳出，我们必须想办法打断正在执行的任务，否则，一旦执行起长任务，无论使用多么优秀的算法都没用。
STCF是添加抢占后的SJF，在任务到达时，它会执行新工作和系统中当前剩余的工作中剩余时间较少的那个。
轮转RR
STCF还是无法解决当ABC同时到达时的问题，按照STCF的办法，A必须等待BC执行完，对A来说，它的响应性很低。
轮转算法在固定的时间片内运行一个任务，并且在下个时间片切换到其他任务，这样，每个任务都能尽快得到运行，但每个任务都运行的比之前慢点，响应性就提高了。
轮转算法要考虑的就是时间片长度，短的时间片可以带来更好的响应性，但也会带来更多的额外开销（切换执行任务需要保存上下文，并可能使得之前程序的缓存失效），长的时间片会节省这种开销，但是会降低响应性
轮转算法的周转时间表现不佳
考虑IO
上面并未提到IO操作，程序在遇到IO操作时，它会暂停使用CPU，此时应该让其它的任务占用CPU。对于轮转算法来说，就是任务可能在没使用完它的时间片时就放弃了CPU。
多级反馈队列MLFQ
前面的SJF和STCF算法都要求知道任务的实际执行时间，而且前面没有一种算法能够同时保证响应性和周转时间。
MLFQ维护若干队列：
- 如果任务A的优先级>任务B的优先级，执行任务A
- 如果任务A的优先级=任务B的优先级，轮转执行AB
- 任务到来，先放到最高优先级队列中
- 任务用完在某一层的时间配额，降低优先级
- 经过一段时间后，所有工作都重新放到最高优先级队列
为什么分优先级
考虑两种任务的特性：
- 交互型任务（或者IO密集型任务）经常在轮转时间片内放弃CPU，去等待用户输入（或IO）
- CPU密集型任务通常执行完整个时间片
我们希望交互型任务能尽快的得到执行，而在MLFQ中，任务首先都被认为是交互型的，它们都放在最高优先级队列中。而CPU密集型任务倾向于用完时间配额，所以它会被逐步降级，交互型应用倾向于在配额内主动放弃CPU，所以它降级的较CPU密集型的更慢。
为什么重新放回最高优先级
考虑一个已经在最低优先级工作的任务，现在上面又很多的交互型任务，那么这个处于最低优先级的任务会处于饥饿状态，它总是得不到CPU的时间，因为它的上面总有任务在运行。
而且，即使是交互型任务，当它不断地用完在每一层的配额，也会下降到最低优先级。
就像RR中时间片长度的选择，这个重回最高优先级的时间间隔S的选择也需要仔细权衡，设置得太高会产生饥饿，设置得太低会使得重回最高优先级时（至少有那么一会儿）调度算法退化成RR
比例份额
略
标签：优先级,操作系统,程序,调度,任务,时间,IO,交互,CPU From： https://www.cnblogs.com/lilpig/p/16786729.html