多级反馈队列调度 (MLFQ) CPU 调度

先决条件 – CPU 调度、多级队列调度
这种调度类似于多级队列(MLQ)调度，但在这个过程中可以在队列之间移动。多级反馈队列调度(MLFQ)不断分析进程的行为(执行时间)并根据它改变其优先级。现在，请查看下面的图表和解释以正确理解它。

现在让我们假设队列 1 和 2 分别遵循时间量程 4 和 8 的循环，队列 3 遵循 FCFS。 下面给出了 MFQS 的一种实现 –

1. 当一个进程开始执行时，它首先进入队列 1。
2. 在队列 1 中，进程执行 4 个单元，如果它在这 4 个单元中完成，或者它在这 4 个单元中为 I/O 操作提供 CPU，那么该进程的优先级不会改变，如果它再次进入就绪队列，则它会再次出现在队列 1 中开始执行。
3. 如果队列 1 中的进程没有在 4 个单元内完成，那么它的优先级会降低并转移到队列 2。
4. 上述第 2 点和第 3 点也适用于队列 2 进程，但时间片为 8 个单位。在一般情况下，如果进程未在时间片内完成，则它会转移到优先级较低的队列。
5. 在最后一个队列中，进程以 FCFS 方式调度。
6. 低优先级队列中的进程只有在高优先级队列为空时才能执行。
7. 在较低优先级队列中运行的进程被到达较高优先级队列的进程中断。

好吧，上面的实现可能会有所不同，例如最后一个队列也可以遵循循环调度。

上述实现中的问题——由于一些短进程占用了所有 CPU 时间，低优先级队列中的进程可能会遭受饥饿。
解决方案 –一个简单的解决方案是在定期间隔后提高所有进程的优先级，并将它们全部放在最高优先级队列中。

如此复杂的调度需要什么?

• 首先，它比多级队列调度更灵活。
• 为了优化周转时间，需要像 SJF 这样的算法，它需要进程的运行时间来调度它们。但是进程的运行时间是事先不知道的。 MFQS 运行一个进程一个时间片，然后它可以改变它的优先级(如果它是一个长进程)。因此，它从过程的过去行为中学习，然后预测其未来行为。通过这种方式，它首先尝试运行更短的过程，从而优化周转时间。
• MFQS 还缩短了响应时间。

例子 –
考虑一个系统，它有一个 CPU 绑定进程，它需要 40 秒的突发时间。使用多级反馈队列调度算法，排队时间量子“2”秒，在每一级它增加“5”秒。那么进程会被中断多少次，进程会在哪个队列中终止执行呢?

解决方案 –
进程 P 需要 40 秒才能完全执行。
在队列 1 执行 2 秒，然后中断并转移到队列 2。
在队列 2 执行 7 秒，然后中断并转移到队列 3。
在队列 3 执行 12 秒，然后中断并转移到队列 4。
在队列 4 执行 17 秒，然后中断并转移到队列 5。
在队列 5，它执行 2 秒然后完成。
因此该过程被中断 4 次并在队列 5 上完成。

优点：

1. 它更灵活。
2. 它允许不同的进程在不同的队列之间移动。
3. 它通过将等待低优先级队列的进程移到高优先级队列来防止饥饿。

缺点：

1. 对于最佳调度器的选择，需要一些其他方法来选择值。
2. 它会产生更多的 CPU 开销。
3. 它是最复杂的算法。