操作系统（8）—— CPU调度（调度原则、调度算法、实时调度及多处理器优先级反转）

一、背景知识

1. 上下文切换：

• 实现从一个进程或线程到另一个进程或线程的CPU任务切换；
  • 然而，在切换之前需要对当前进程或线程的状态进行保护，即将其在PCB/TCP中所保存的执行上下文（即CPU的状态信息）进行存储；
  • 在完成任务切换时，必须读取下一个进程或线程对应的上下文信息以继续执行。

2. CPU调度：

• 从就绪队列中选择一个进程或线程，作为CPU即将执行的下一个任务单元；
  • 此过程需要调度程序（即负责选择进程或线程的内核函数）的参与；
  • 需要关注的关键问题是调度发生的时机（当系统状态发生转换时，通常会触发调度操作）。

3. 内核运行调度程序的条件(满足其一即可)

• 一个进程由运行状态转变为等待状态
  • 某一进程被终止执行

4. CPU调度方式（一般指用户态；内核态也可能涉及到是否抢占）

• 非抢占式调度

  • 调度机制需在事件完成之后才能进行操作（存在效率低下问题，通常不被采用）；

  • 支持抢占式调度

    • 在中断信号得到响应后，调度机制开始执行；
    • 正在运行的进程状态会被切换至就绪状态，或处于等待状态的进程被转移至就绪状态；
    • 正在执行的进程可能被强制移出当前运行环境。

二、调度