OS SRTF：IO绑定的进程

概述

SRTF（Shortest Remaining Time First）是一种实时任务调度算法。与FCFS（First Come First Serve）和SJF（Shortest Job First）不同，SRTF调度算法优先处理剩余执行时间最短的进程。在SRTF调度算法中，进程的剩余执行时间是一个非常重要的参数。

在本篇文章中，我们将介绍SRTF调度算法中一个特殊的情况，即IO绑定的进程。

IO绑定的进程

IO绑定的进程是指在进程执行的过程中，需要进行IO操作（例如读取文件、接收网络数据等），并且这些IO操作的执行时间无法预估。因此，这些进程的剩余执行时间是不确定的，无法用来进行调度决策。

在SRTF调度算法中，如果一个进程等待IO操作完成，那么该进程的剩余执行时间就不确定，不能参与调度决策。因此，SRTF调度算法需要对IO绑定的进程进行特殊处理。

IO绑定进程的调度规则

当一个IO绑定的进程等待IO操作完成时，SRTF调度算法将暂停该进程的执行，并且将该进程移动到一个专门的IO等待队列中。在IO操作完成之前，该进程不能参与任何调度决策。

当IO操作完成后，操作系统会将该进程从IO等待队列中取出，并重新放回调度队列中。此时，该进程的剩余执行时间重新计算，参与调度决策。如果该进程的剩余执行时间比当前正在执行的进程短，那么SRTF调度算法会暂停当前执行的进程，并将其放回调度队列中，然后继续执行IO绑定的进程。

代码片段

在SRTF调度算法中，IO绑定的进程需要记录其IO等待状态。在进程等待IO操作完成时，可以将其状态设置为“等待IO”，并将其放入IO等待队列中。当IO操作完成后，可以将其状态设置为“等待CPU”，然后重新计算其剩余执行时间，并返回调度队列。

下面是一个简化的伪代码示例：

struct Task {
  int io_state;          // 进程的IO状态，0：等待CPU，1：等待IO
  int remaining_time;    // 剩余执行时间
};

queue<Task> cpu_queue;    // CPU调度队列
queue<Task> io_queue;     // IO等待队列

void schedule() {
  while (true) {
    // 从CPU调度队列中获取剩余执行时间最短的进程
    Task current_task = cpu_queue.front();

    if (current_task.io_state == 1) {
      // 进程正在等待IO操作完成，不参与调度决策
      continue;
    }

    // 执行当前进程
    current_task.remaining_time--;
    if (current_task.remaining_time == 0) {
      // 进程执行完毕，从CPU调度队列中移除
      cpu_queue.pop();
    } else {
      // 将当前进程暂停，并放回CPU调度队列末尾
      cpu_queue.pop();
      cpu_queue.push(current_task);
    }

    if (!io_queue.empty()) {
      // 从IO等待队列中获取等待时间最长的进程
      Task io_task = io_queue.front();
      io_queue.pop();

      // 将IO等待进程的状态设置为“等待CPU”，并重新计算剩余执行时间
      io_task.io_state = 0;
      io_task.remaining_time--;

      // 将IO等待进程放回CPU调度队列中
      cpu_queue.push(io_task);
    }
  }
}

在上述代码中，我们使用了两个队列：一个CPU调度队列和一个IO等待队列。当进程等待IO操作完成时，会将其状态设置为“等待IO”，并将其放入IO等待队列中。当IO操作完成后，我们会将其状态设置为“等待CPU”，然后重新计算其剩余执行时间，并返回CPU调度队列。

以上代码只是一个简单的示例，实际的SRTF调度算法可能更加复杂。在实现SRTF调度算法时，需要特别注意IO绑定的进程，并对其进行特殊处理。