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面试题:进程管理之优先级调度算法公平性基础

请简述在优先级调度进程算法中,常见的用于保障公平性的策略有哪些,并说明每种策略的基本原理。
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操作系统进程管理

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面试题答案

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  • 老化(Aging)策略
    • 基本原理:随着时间推移,逐渐增加低优先级进程的优先级。比如每隔一定时间,给低优先级进程的优先级提升一个固定值。这样能避免低优先级进程长时间得不到执行机会,保证公平性。例如在一个系统中,初始优先级为10(数值越低优先级越高)的进程,每过10秒优先级数值增加1 ,随着时间增长,其优先级不断提高,最终有机会被调度执行。
  • 时间片轮转与优先级结合策略
    • 基本原理:每个进程被分配一个时间片,在时间片内运行。对于高优先级进程可以分配较长时间片,低优先级进程分配较短时间片。但即使高优先级进程也只能在其时间片内执行,时间片用完后重新加入就绪队列,等待下次调度。例如高优先级进程时间片为200ms,低优先级进程时间片为100ms ,当高优先级进程时间片用完后,无论任务是否完成都要暂停,重新参与调度竞争,这在一定程度上保证了低优先级进程也有机会执行,体现公平性。
  • 多级反馈队列调度策略
    • 基本原理:系统设置多个就绪队列,每个队列有不同优先级,优先级从高到低排列。新进程进入最高优先级队列。进程在某个队列中运行一个时间片后,如果未完成则降到下一级队列。高优先级队列中的进程优先调度,只有当高优先级队列为空时,才调度下一级队列进程。这样能让新进程和重要进程优先执行,同时也保证长期运行的低优先级进程不会被饿死。比如一个进程在最高优先级队列时间片用完未完成任务,就被移到次高优先级队列,随着队列等级降低,时间片会适当增长,保证每个进程都能逐步推进。