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优先级调度
考情分析
优先级调度在 408 真题中常以选择题形式考查静态/动态优先级、抢占/非抢占的区别。属于 🔥🔥🔥 高频考点。
现实中不是所有任务都同等重要。急诊病人插队优先看病，这谁都能理解。优先级调度就是给每个进程贴上"紧急程度"标签，让更重要的任务先执行。
算法规则
优先级调度：从就绪队列中选择优先级最高的进程分配 CPU。
| 维度 | 分类 |
|---|---|
| 抢占性 | 抢占式 / 非抢占式 |
| 优先级变化 | 静态优先级 / 动态优先级 |
静态优先级 vs 动态优先级
| 类型 | 说明 | 优缺点 |
|---|---|---|
| 静态优先级 | 进程创建时确定，运行期间不变 | 实现简单，但不灵活 |
| 动态优先级 | 运行期间根据情况动态调整 | 灵活，可避免饥饿，但开销大 |
动态优先级的调整策略：
- 等待时间越长 → 优先级越高（防止饥饿）
- 已占用 CPU 时间越长 → 优先级越低
优先级设置的一般原则：
- 系统进程 > 用户进程
- 交互型进程 > 非交互型进程
- I/O 密集型 > CPU 密集型（提高 I/O 设备利用率）
调度示例（非抢占式）
| 进程 | 到达时间 | 服务时间 | 优先级（数字越小越高） |
|---|---|---|---|
| P1 | 0 | 7 | 3 |
| P2 | 2 | 4 | 1 |
| P3 | 4 | 1 | 4 |
| P4 | 5 | 4 | 2 |
时间: 0 7 11 12 16
├───────────┤───┤───┤───────┤
P1 P2 P4 P3非抢占式：P1 先到先执行，P1 完成后选优先级最高的 P2（优先级1）。
交互可视化
优先级反转问题
优先级反转（Priority Inversion）：高优先级进程被低优先级进程间接阻塞。
场景：P_L 持有锁 → P_H 到达但需要锁被阻塞 → P_M 到达，优先级高于 P_L，抢占 P_L → P_L 无法释放锁 → P_H 被 P_M 间接阻塞。
解决方案：
| 方案 | 说明 |
|---|---|
| 优先级继承 | P_L 临时继承 P_H 的高优先级，避免被 P_M 抢占 |
| 优先级天花板 | 将锁的优先级设为可能访问它的最高优先级 |
缺点
| 缺点 | 说明 |
|---|---|
| 饥饿 | 低优先级进程可能永远等不到（静态优先级下） |
| 优先级反转 | 上述问题 |
考研高频考点
- 🔥🔥🔥 静态优先级 vs 动态优先级的区别
- 🔥🔥🔥 优先级反转的概念和解决方案
- 🔥🔥 抢占式 vs 非抢占式优先级调度
- 🔥 I/O 密集型优先级应高于 CPU 密集型的原因
优先级调度可能饿死低优先级进程。有没有办法兼顾短作业和长等待？下一篇看 HRRN 如何在两者之间找平衡。