0 前言

接上一篇文章：進程調度（1）：FIFO（先進先出）算法 原理與實踐

1 前提鋪墊

請參考上一篇文章的前提鋪墊部分，本文與之完全一致。

2 SJF 原理

SJF（Shortest Job First）短任務優先，也就說，對于Ready的多個進程，先執行最短的內一個。

2.1 算法

這種算法在我們的《算法與數據結構》中也是常見的，對于多個即將執行的任務，每一次都選擇最短的先執行，執行完之后再執行次短的，以此類推，這樣一來，每個任務的周轉時間都是最小的，平均周轉時間也就是最小的。

單純從平均周轉時間這個性能指標來說，這個算法還是不錯的！

2.1.1 實例1

我們先來看一個實例，例如有4個任務（放寬每個任務時間都一樣的假設）

• A：10
• B：1
• C：4
• D：100

假定4個任務同時到達，根據SJF的原則，我們的執行順序應該是

B C A D

對應的Average Turnaround Time = (1 + 5 + 15 + 115) / 4 = 34 (平均周轉時間是34s)

2.1.2 實例1的模擬

我們直接將后面部分要將的實踐搬到這里一部分，讓你有一個直觀的感受：

ARG policy SJF ARG jlist 10,1,4,100Here is the job list, with the run time of each job: Job 0 ( length = 10.0 )Job 1 ( length = 1.0 )Job 2 ( length = 4.0 )Job 3 ( length = 100.0 )** Solutions **Execution trace:[ time 0 ] Run job 1 for 1.00 secs ( DONE at 1.00 )[ time 1 ] Run job 2 for 4.00 secs ( DONE at 5.00 )[ time 5 ] Run job 0 for 10.00 secs ( DONE at 15.00 )[ time 15 ] Run job 3 for 100.00 secs ( DONE at 115.00 )Final statistics:Job 1 -- Response: 0.00 Turnaround 1.00 Wait 0.00Job 2 -- Response: 1.00 Turnaround 5.00 Wait 1.00Job 0 -- Response: 5.00 Turnaround 15.00 Wait 5.00Job 3 -- Response: 15.00 Turnaround 115.00 Wait 15.00Average -- Response: 5.25 Turnaround 34.00 Wait 5.25

具體含義在上一篇文章已經解釋過了，不再細說。

這樣來看，SJF在這種情況下，的確是最優的，從數學角度來說也是最優的！

但是，如果我們放寬任務同時到達的條件，事情可能又比較糟糕了……

2.2 缺點：非搶占式調度

什么是非搶占式調度呢？我們先來看一個假設：

假設任務A在CPU執行，任務B到達了，并且B的運行時間比A小，但是A在B到達之前已經在執行了，B就只能等著A執行完再執行，盡管B比A的運行時間少。

這就是非搶占式調度，后來者即便比正在運行的進程時間短，也不能搶占它的位置來運行自己。

這樣的話，會造成什么問題呢？我們來看一個實例

• A：100
• B：10
• C：20

三個進程，A先到達（０時刻到達），隨后B、C到達（B、C同時在時刻10到達）。

程序的執行情況

A B C

對于后來的B和C，雖然遠比A運行時間小，但是由于SJF的非搶占，它們只能等著A執行完，然后再執行B，再執行C（因為B比C時間少）。

這顯然是糟糕的，此時，Average Turnaround Time = (100 + 110 + 120) / 3 = 110。看起來，又退化到了FIFO算法……

顯然，非搶占式調度也不是很好。所以人們又提出了新的算法……是的，當舊算法出現問題，自然會催生新算法誕生，人類的科技就是這樣一步步變得越來越強大和復雜。

3 SJF 實踐

你可以充分閱讀README.md文檔，然后自己嘗試一些數字并計算，之后再參考答案。

值得說明的是，模擬程序并不是很完美，默認是多任務同時到達，并且沒有提供修改選項。

4 重要思想

對于同時到達的任務，采取花費時間少的優先執行，這能夠讓我們的Average Turnaround Time這一性能指標達到最優。但是不同時到達的任務，可能不太好用，因為它“不會搶地盤”，只會“傻等著”，后續我們也會介紹解決方案。

后續我們會介紹更多的性能指標，你就會發現，僅僅只有平均周轉時間最優，是遠遠不夠的。

5 預告：進程調度（2b）：STCF（最短完成時間優先） 算法 原理與實踐

基于SJF的非搶占式調度的缺點，STCF做了改進，實現了搶占式調度。

下一篇鏈接：進程調度（2b）：STCF（最短完成時間優先） 算法 原理與實踐

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【操作系统】进程调度（2a）：SJF（短任务优先） 算法 原理与实践的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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