排程

• 何時需要排程

  • 建立新的程序時
    • 執行父程序還是子程序
  • 程序退出時
  • 程序阻塞時
  • I/O中斷結束後

• 排程演算法目標

  • 給所有程序公平的CPU份額
  • 能夠保證按照規定的策略執行
    • 比如某些安全控制程序必須能夠得到執行
  • 保持系統的每個部分都忙碌

• 兩種排程方式

  • 搶佔式
    • 一個程序最多執行n ms, 如果還沒執行結束，就會被始終中斷，呼叫別的程式
  • 非搶佔式
    • 一個程序可以執行任意時間知道他阻塞或者自願放棄CPU

• 常見排程演算法

  • 先進先服務
  • 最短任務優先
  • 輪轉排程
    • 一個任務最多隻能執行規定時間
    • 很難設定規定時間應該多長
  • 優先順序排程
    • 低優先順序程序可能會飢餓
  • 彩票排程
    • 無法防止低優先順序使用者執行大量小程序來獲得更多的CPU資源的作弊手段
  • 最短剩餘時間優先

• 哲學家就餐問題

  • 第一種解決方法是等待左右叉子空餘，若有空餘則立即拿起
    • 如果所有人同時拿起左叉子就會死鎖
  • 第二種解決方法是拿起左叉子，如果有右叉子，就吃；如果沒有，就放下左叉子，等待
    • 如果所有人同時開始執行，則沒人開始吃，死鎖
    • 這種可能性很小，但是對於核電站等要求十分可靠的應用則不行
  • 第三種方法就時對第一種方法加個鎖
    • 但是這時只能允許一個哲學家進餐，效率太低
  • 最後一種方法如下

  

死鎖

• 資源型別
  • 可搶佔資源
    • 可以從擁有它的程序中搶佔而不會產生副作用
    • 儲存器， 印表機
  • 不可搶佔資源
    • 從佔有她的程序搶佔會產生副作用
    • 正在刻錄的光碟
• 多個程序獲取資源的順序應該一致，否則可能會死鎖
  • 可能程序A獲得資源1，而B獲得資源2，然後每個程序都想請求另一個資源
• 死鎖發生的必要條件
  • 互斥條件
    • 一個資源要麼被分配給一個資源，要麼可用
  • 佔有和等待條件
    • 一個已經得到某個資源的程序可以繼續請求別的資源
  • 不可搶佔條件
    • 已經被分配給一個基礎的資源不可被其他程序搶佔，只能被該程序自己釋放
  • 環路等待條件
    • 死鎖發生時，會有一個環路產生，環路中的每個程序都要獲取後一個程序的資源
• 死鎖恢復方法
• 利用搶佔恢復
• 利用回滾恢復
• 通過殺死程序直接恢復