進(jìn)程調(diào)度算法有哪些

進(jìn)程調(diào)度算法是操作系統(tǒng)中用來(lái)管理和調(diào)度進(jìn)程（任務(wù)，作業(yè)）執(zhí)行的方法。這些方法決定了在多任務(wù)環(huán)境下，如何為各個(gè)進(jìn)程分配CPU時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)公平性、高吞吐量、低延遲等目標(biāo)。

先到先服務(wù)調(diào)度算法（FCFS，first come,first served）:

從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)最先進(jìn)入該隊(duì)列的進(jìn)程，并為它分配資源，讓它立即執(zhí)行并一直執(zhí)行到完成任務(wù)或被阻塞放棄占用CPU時(shí)再重新調(diào)度。

短作業(yè)優(yōu)先的調(diào)度算法（SJF，short job first）：

從就緒隊(duì)列中選一個(gè)估計(jì)執(zhí)行時(shí)間最短的進(jìn)程，給它分配資源，讓它理科執(zhí)行并一直執(zhí)行到完成任務(wù)或被阻塞放棄占用CPU時(shí)再重新調(diào)度。

高響應(yīng)比優(yōu)先的調(diào)度算法：

綜合考慮等待時(shí)間和服務(wù)時(shí)間的比率，選擇具有高響應(yīng)比的進(jìn)程來(lái)執(zhí)行。

優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法（Priority):

為每個(gè)進(jìn)程分配優(yōu)先級(jí)，首先執(zhí)行具有最高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程，依次類(lèi)推。具有相同優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程以FCFS方式執(zhí)行?？梢愿鶕?jù)內(nèi)存要求，時(shí)間要求或任何其他資源要求來(lái)確定優(yōu)先級(jí)。

時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（RR，round-robin）：

時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度是一種最古老最簡(jiǎn)單最公平且使用最廣的算法。每個(gè)進(jìn)程被分配一個(gè)時(shí)間段，稱(chēng)為它的時(shí)間片，即該進(jìn)程允許運(yùn)行的時(shí)間。

多級(jí)反饋隊(duì)列調(diào)度算法（MFQ，Multi-level Feedback Queue）：

將進(jìn)程劃分為多個(gè)隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列具有不同的優(yōu)先級(jí)，進(jìn)程會(huì)在隊(duì)列之間移動(dòng)。具有更高優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列的進(jìn)程會(huì)更早執(zhí)行，而長(zhǎng)時(shí)間等待的進(jìn)程會(huì)被提升到更高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列

最短時(shí)間剩余優(yōu)先：

每次選擇剩余執(zhí)行時(shí)間最短的進(jìn)程來(lái)執(zhí)行。

最大吞吐量調(diào)度：

旨在最大化單位時(shí)間內(nèi)完成的進(jìn)程數(shù)量。

進(jìn)程間有哪些通信方式

1.管道：

這是一種半雙工的通信方式，數(shù)據(jù)只能單向流動(dòng)而且只能在具有父子進(jìn)程關(guān)系的進(jìn)程間使用。

2.命名管道：

也是半雙工的通信方式，但是它允許無(wú)親緣關(guān)系進(jìn)程間的訪問(wèn)。

3.信號(hào)量：

是一個(gè)計(jì)數(shù)器，可以用來(lái)控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)共享資源的訪問(wèn)，常作為一種鎖機(jī)制，防止進(jìn)程正在訪問(wèn)共享資源時(shí)，其他進(jìn)程也訪問(wèn)該資源。主要作為進(jìn)程間以及同一進(jìn)程內(nèi)不同線程之間的同步手段。

4. 消息隊(duì)列：

消息隊(duì)列是消息的鏈表，存放在內(nèi)核中并由消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)。消息隊(duì)列克服了信號(hào)傳遞信息少，管道只能承載無(wú)格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限等缺點(diǎn)。

5.信號(hào)：

用于通知接收進(jìn)程某個(gè)時(shí)間已經(jīng)發(fā)生，從而迫使進(jìn)程執(zhí)行信號(hào)處理程序。

6. 共享內(nèi)存：

就是映射一段能被其他進(jìn)程所訪問(wèn)的內(nèi)存，這段共享內(nèi)存由一個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建，但多個(gè)進(jìn)程都可以訪問(wèn)。共享內(nèi)存是最快的進(jìn)程通信方式，它是針對(duì)其他進(jìn)程通信方式運(yùn)行效率低而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。它往往與其他通信機(jī)制配合使用來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步和通信。可以配合信號(hào)量。

7. Socket套接字：

是支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元，主要用于在客戶(hù)端和服務(wù)器之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

進(jìn)程的同步和互斥

進(jìn)程同步是指協(xié)調(diào)和管理多個(gè)并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程的執(zhí)行順序，確保它們按照一定順序或一定間隔執(zhí)行。
互斥是指在某一時(shí)刻只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)某個(gè)共享資源。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正在使用共享資源時(shí)，其他進(jìn)程不能同時(shí)訪問(wèn)該資源。

要解決進(jìn)程同步和互斥的問(wèn)題，可以采用信號(hào)量和PV操作。
信號(hào)量是一種特殊的變量，它表示系統(tǒng)中某種資源的數(shù)量或者狀態(tài)。PV操作是一種對(duì)信號(hào)量進(jìn)行增加或者減少的操作，它們可以用來(lái)控制進(jìn)程之間的同步或者互斥。

舉個(gè)例子，有一個(gè)信號(hào)量s表示一個(gè)衛(wèi)生間是否可以使用，初始值為1。如果s值為1，表示衛(wèi)生間空閑；如果s值為0，表示衛(wèi)生間被占用；如果s值為-1，表示還有1個(gè)人在等著用衛(wèi)生間。那么我們就可以用pv操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)生間的互斥訪問(wèn)：

• 如果你想使用衛(wèi)生間，那么你就得執(zhí)行P(s)操作，將s的值-1。如果結(jié)果為0或者為正，那你就可以用衛(wèi)生間；如果為負(fù)，那你就等著。注意這是想用，不是在用
• 如果你使用完了衛(wèi)生間，就執(zhí)行V(s)操作，將s的值+1。如果結(jié)果為正數(shù)或者0，表示沒(méi)有人用衛(wèi)生間；如果結(jié)果為負(fù)數(shù)，表示還有人等著用衛(wèi)生間，你就得喊下其中一個(gè)人“我好了，你可以來(lái)上廁所了”。