OS SRTF调度算法

简介

短作业优先（Shortest Remaining Time First，SRTF）调度算法是一种基于优先级的非抢占式调度算法，用于操作系统中进程的调度。它选择剩余执行时间最短的进程来运行，以最小化作业的平均等待时间。

SRTF调度算法是一种最短作业优先（SJF）调度算法的变种，在SRTF中，进程的执行时间是可变的，因此在每个时间片上都要重新选择最短作业。

实现原理

1. 维护一个就绪队列来存储所有已到达的进程，并按照剩余执行时间进行排序。
2. 选择剩余执行时间最短的进程来运行。
3. 如果有新的进程到达，将其加入就绪队列，并重新排序。
4. 如果当前运行的进程完成，调度下一个剩余执行时间最短的进程。

SRTF调度算法采用了非抢占式调度方式，即一旦一个进程开始运行，不会被其他进程中断。只有当当前进程完成或者有更短剩余执行时间的进程到达时，才会进行调度。

优点

1. 最小化作业的平均等待时间，提高系统的吞吐量。
2. 响应时间短，适合对响应时间要求较高的应用场景。

缺点

1. 对长作业不利，容易造成长作业饥饿现象。
2. 预测剩余执行时间困难，需要精确的执行时间估计。

示例代码

下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用SRTF调度算法进行进程调度：

class Process:
    def __init__(self, pid, arrival_time, burst_time):
        self.pid = pid
        self.arrival_time = arrival_time
        self.burst_time = burst_time
        self.remaining_time = burst_time

def srtf(processes):
    n = len(processes)
    current_time = 0
    completed = 0
    sequence = []
    
    while completed != n:
        shortest_index = -1
        shortest_time = float('inf')
        
        # 选择剩余执行时间最短的进程
        for i in range(n):
            if processes[i].arrival_time <= current_time and processes[i].remaining_time < shortest_time:
                shortest_index = i
                shortest_time = processes[i].remaining_time
        
        if shortest_index == -1:
            current_time += 1
            continue
        
        p = processes[shortest_index]
        p.remaining_time -= 1
        current_time += 1
        
        if p.remaining_time == 0:
            completed += 1
            sequence.append(p.pid)
    
    return sequence

# 测试代码
processes = [
    Process(1, 0, 5),
    Process(2, 1, 3),
    Process(3, 2, 4),
    Process(4, 3, 2)
]

schedule = srtf(processes)
print("进程调度顺序:", schedule)

以上代码实现了一个简单的SRTF调度算法，通过模拟进程的执行过程，并根据剩余执行时间排序选择最短作业来进行进程调度。