使用优先级队列实现非抢占式最短作业优先

在操作系统中，进程的调度方式有多种，其中最短作业优先（Shortest Job First， SJF）是一种非常常见的调度算法。而这里介绍的是基于优先级队列实现的非抢占式最短作业优先算法。

算法原理

最短作业优先调度算法是基于作业的执行时间来进行进程的调度的。它的基本思想是将系统中所有进程按照它们的作业长度进行排序，然后依次执行作业长度最短的进程。

而在本算法中，我们使用一个优先级队列来存储进程，队列中的进程按照作业长度的从小到大排序。每当CPU空闲时，就从队列中取出作业长度最小的进程进行执行。

代码实现

以下是使用Python语言实现的代码片段。

import heapq

class Process:
    def __init__(self, pid, length):
        self.pid = pid
        self.length = length

    # 定义小于号接口，用于堆排序
    def __lt__(self, other):
        return self.length < other.length

def sjf(processes):
    """最短作业优先调度算法"""
    # 初始化堆
    heap = []
    for p in processes:
        heapq.heappush(heap, p)

    # 处理进程
    cur_time = 0
    wait_time = 0
    while heap:
        p = heapq.heappop(heap)
        wait_time += cur_time
        cur_time += p.length
    return wait_time / len(processes)

总结

基于优先级队列的非抢占式最短作业优先调度算法极大地减小了系统的开销，同时也实现了对CPU时间的最大利用。然而，由于其无法处理抢占的情况，因此不适用于实时系统。