面试题答案
一键面试1. 资源分配机制
- 资源预分配：在进程启动前，分析进程所需资源，并尝试一次性分配所有必要资源。例如，若一个实时进程需要特定数量的内存空间、CPU 核心数以及某些设备权限，在进程初始化时就进行分配。这样可以避免进程在运行中因资源不足而中断，影响其时间约束。
- 资源池管理：建立资源池，将各类资源进行统一管理。如内存资源池、CPU 资源池等。当进程请求资源时，从相应资源池中分配。这有助于提高资源利用率，减少碎片化。例如，内存资源池可以采用伙伴系统算法，有效管理内存块的分配与回收。
- 动态资源调整：在进程运行过程中，根据其实际需求动态调整资源分配。比如，若某个实时进程在运行前期对 CPU 需求较低，后期需求升高，可以动态增加其 CPU 分配份额。
2. 冲突解决策略
- 优先级排序：根据进程的截止时间、资源需求紧急程度等因素为每个进程分配优先级。截止时间近、资源需求关键的进程优先级高。当资源冲突发生时，优先满足高优先级进程的资源请求。例如，对于医疗设备监控的实时进程，其截止时间要求严格，优先级应高于一些辅助性的后台进程。
- 资源抢占：允许高优先级进程抢占低优先级进程已分配的资源，但要确保低优先级进程后续能重新获取资源并继续运行。在抢占时，需保存低优先级进程的上下文信息，以便后续恢复。比如，当一个高优先级的视频处理实时进程需要更多内存资源时，可以抢占低优先级文件传输进程的部分内存。
- 协商机制：对于一些优先级相近的进程，当资源冲突时，引入协商机制。例如，两个进程都需要使用同一设备资源，可通过某种算法（如轮流使用、按比例分配等）让它们协商如何共享资源，避免死锁。
3. 调度算法的选择与优化
- 调度算法选择
- 最早截止时间优先（EDF）算法：该算法根据进程的截止时间来调度，截止时间越早的进程越先执行。这对于满足实时进程的时间约束非常有效。例如，在多媒体流处理中，音频和视频数据的处理进程有不同的截止时间，EDF 算法能保证数据按时处理和播放。
- 速率单调调度（RMS）算法：适用于周期任务，根据任务的周期来分配优先级，周期越短优先级越高。因为周期短的任务通常对时间要求更严格。例如，工业控制系统中一些周期性的数据采集任务，RMS 算法可有效调度。
- 调度算法优化
- 松弛时间分配：在 EDF 算法基础上，考虑进程的松弛时间（截止时间 - 剩余执行时间 - 当前时间）。优先调度松弛时间短的进程，这样可以更好地利用系统资源，同时保证进程满足时间约束。
- 多队列调度：结合多种调度算法，将进程按不同特性（如周期任务、非周期任务等）划分到不同队列，每个队列采用适合的调度算法。例如，周期任务队列采用 RMS 算法，非周期任务队列采用 EDF 算法，然后通过一定规则（如优先级）在队列间进行调度。