抢占式和非抢占式 CPU 调度算法的区别

在操作系统中，CPU 调度算法是非常重要的一个部分，它控制着进程的运行和切换。抢占式和非抢占式 CPU 调度算法是其中两种比较常用的算法。

非抢占式 CPU 调度算法

非抢占式 CPU 调度算法是指进程运行时必须一直占用 CPU，直到主动放弃或被阻塞等情况发生。与其他进程抢占 CPU 的行为没有关系，即只有当进程主动放弃 CPU 时，系统才能调度下一个进程。

在非抢占式调度算法中，所有进程成为同等的调度对象，CPU 的使用权是由进程主动控制的，也就是说，进程掌握自己的执行权，不会被其他进程干扰。这个特性也使得非抢占式调度算法更容易实现，并且一般比较适用于实时应用程序。

常见的非抢占式调度算法有先来先服务（FCFS）和短作业优先（SJF），这两种算法都是按照进程到达或执行时间的优先级来排序。但是这些算法都可能会产生“饥饿”现象，即某个进程会一直等待 CPU 时间，而其他进程占据了 CPU 资源。

抢占式 CPU 调度算法

相反，抢占式 CPU 调度算法是指进程运行时可以被其他更高优先级的进程抢占 CPU。当有更高优先级的进程需要执行时，系统会将当前进程从 CPU 中剥夺掉，并分配给更高优先级的进程使用。

在抢占式调度算法中，进程的权利不是由进程主动掌握，而是由系统掌握。因此，抢占式调度算法更容易产生“上下文切换”（context switching）的开销。但是，这种调度也更灵活，可以更多的响应系统的实际需求。

其中一个抢占式调度算法实现是轮转调度算法（RR），是将 CPU 时间分成不同时间片，每个进程轮流使用 CPU 时间。当时间片结束时，进程会被移动到就绪队列的末尾，等待下一次调度。如果某个进程需要更多时间片，可以继续排入就绪队列的末尾，等待下次轮到它。这种调度算法可以有效避免“饥饿”现象，而且响应速度也相对比较快。

总结

抢占式和非抢占式 CPU 调度算法在实现和管理进程方面具有明显的异同。抢占式调度算法可以更好地响应系统的需求，但在实现中需要考虑上下文切换和进程占用时间等问题；而非抢占式调度算法则更加安全，但在“饥饿”和优先级等问题上有所不足。

因此，在选择 CPU 调度算法时，需要根据系统的性质和实际需求进行选择，寻找最优的调度算法，以提高系统的性能和响应速度。