2024年4月21日发(作者：)
Linux操作系统所用调度算法的主要数据结构
概述
在现代计算机操作系统中，调度算法是实现进程管理的重要组成部分。
调度算法的设计对于操作系统的性能和资源利用率具有关键性的影响。在
Linux操作系统中，使用多种调度算法来满足不同的需求。本文将介绍
Linux操作系统所用调度算法的主要数据结构，并对其进行详细解析。
1. 进程控制块（PCB）
进程控制块是操作系统中描述进程状态和相关信息的数据结构。每个
进程都有一个对应的PCB，用于存储和管理进程的信息。PCB中包含了进
程的状态、优先级、调度参数以及其他与进程相关的信息。调度算法通过
读取和修改PCB中的信息来进行进程调度和管理。
PCB的主要字段包括：
-进程状态：记录了进程当前的运行状态，如就绪、运行、阻塞等。
-优先级：反映了进程的优先级，用于调度算法做出调度决策。
-调度参数：包括进程的运行时间、等待时间等，可用于计算进程的优
先级。
-队列指针：指向进程所在的就绪队列或阻塞队列。
2. 就绪队列（Ready Queue）
就绪队列是操作系统中用于存储处于就绪状态的进程的数据结构。所
有等待执行的进程都排队在就绪队列中，等待分配CPU资源。就绪队列
可以采用不同的数据结构来实现，如队列、链表或优先级队列等。
就绪队列的主要作用是为调度算法提供进程调度的候选对象。调度算
法根据就绪队列中的进程的状态、优先级等信息，选择适合的进程分配
CPU时间片，以提高系统的性能和资源利用率。
3. 调度算法
调度算法是根据一定的策略来确定应该执行哪个进程，并分配给它使
用CPU的时间。Linux操作系统采用了多种调度算法来满足不同场景的
需求。以下是Linux操作系统常用的调度算法及其主要数据结构。
3.1 先来先服务（FCFS）
先来先服务是一种基本的调度算法，即按照进程到达的先后顺序进行
调度。它采用队列数据结构来管理就绪队列。
数据结构
-就绪队列：采用队列数据结构，按照进程到达的顺序排列。
3.2 最短作业优先（SJF）
最短作业优先是一种根据进程的作业长度来确定调度顺序的算法。它
采用优先级队列数据结构来管理就绪队列。
数据结构
-就绪队列：采用优先级队列数据结构，按照进程的作业长度进行排序。
3.3 时间片轮转（Round Robin）
时间片轮转是一种基于时间片的调度算法。每个进程被分配一个固定
长度的时间片，当时间片用完后，调度器会将进程放入就绪队列的末尾，
并将CPU分配给下一个进程。它采用队列数据结构来管理就绪队列。
数据结构
-就绪队列：采用队列数据结构，按照进程到达的顺序排列。
3.4 最高响应比优先（HRRN）
最高响应比优先是一种综合考虑等待时间和作业长度的调度算法。它
采用优先级队列数据结构来管理就绪队列。
数据结构
-就绪队列：采用优先级队列数据结构，按照响应比进行排序。
总结
本文介绍了Linux操作系统所用的调度算法的主要数据结构。进程控
制块（PCB）用于存储和管理进程的信息，就绪队列用于存储处于就绪状
态的进程，调度算法根据就绪队列中的进程的状态、优先级等信息，选择
适合的进程分配CPU资源。掌握这些调度算法的数据结构将有助于理解
和优化Linux操作系统的进程管理机制。
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