先来先服务、短进程优先

在操作系统中，调度算法是控制进程执行顺序的关键技术。本文将深入探讨两种常见的调度策略——“先来先服务”（First-Come, First-Served, FCFS）和“短进程优先”（Shortest Job First, SJF），并结合Java实现进行讲解。 **先来先服务（FCFS）** FCFS调度算法是最简单的调度策略，它按照进程到达的先后顺序进行执行。这种算法体现了公平性，因为每个进程都会在没有被其他进程插队的情况下执行。然而，FCFS并不总是效率最高的策略，因为它可能导致长进程等待时间过长，即出现了进程饥饿现象。例如，如果一个长进程后面跟着许多短进程，那么长进程可能需要等待很长时间才能获得CPU。 在Java中实现FCFS调度，通常需要一个队列来存储待处理的进程，按照它们的到达时间排序。当CPU空闲时，就从队列头部取出下一个进程进行执行。 **短进程优先（SJF）** 与FCFS相反，SJF调度算法优先执行预计运行时间最短的进程，以期望达到最小化平均等待时间的目标。这种方法可以显著提高系统效率，特别是当进程运行时间差异较大时。然而，SJF同样存在一些问题，如新到达的短进程可能会不断地打断正在执行的长进程，导致长进程的等待时间增加，这被称为“颠簸”或“抖动”现象。 在Java中实现SJF，需要维护一个数据结构（如优先级队列或堆）来存储进程，并根据它们的预期运行时间排序。每次需要选择下一个进程时，都会选取当前预期运行时间最短的进程。 **Java实现** 在提供的压缩包文件中，有两个文件：`fcfsAndSJF.jar`和`fcfsAndSjf.java`。`fcfsAndSJF.jar`是已经编译好的Java应用程序，可以直接运行查看FCFS和SJF的模拟结果。而`fcfsAndSjf.java`则是源代码文件，包含了这两种调度算法的实现。通过阅读源代码，你可以了解如何在Java中实现这些调度策略，包括进程的创建、时间片分配、调度算法的选择以及进程状态的管理等。 在实际开发中，为了模拟进程的执行，通常会定义一个`Process`类，包含进程ID、到达时间、服务时间等属性，并提供相应的比较方法以支持不同的排序策略。然后，通过模拟的时间推进，更新进程状态并调用合适的调度算法来选择下一个执行的进程。 FCFS和SJF是操作系统中基础且重要的调度算法。通过理解它们的工作原理和Java实现，可以帮助我们更好地设计和优化系统的并发性能。同时，这也为学习更复杂的调度算法如银行家算法、多级反馈队列等奠定了基础。