CPU调度中的时间分片

在操作系统中，CPU调度是非常重要的一部分。即使在单核处理器上，操作系统也需要管理和分配CPU时间给各个进程。在多核处理器上，这个任务就更加困难。

为了确保公平性和稳定性，操作系统使用一些算法来调度进程。其中之一是时间分片。时间分片是指将CPU时间分配给不同的进程，使得它们可以交替执行，并且每个进程都可以获得一定的CPU时间。

时间分片的算法可以分为两类：

1. 协作式调度

在协作式调度中，进程在使用CPU时必须主动释放，然后让其他进程使用CPU。这种调度方式依赖于每个进程的合作精神。如果某个进程一直在使用CPU，那么其他进程就无法获得CPU时间，这可能导致死锁和系统崩溃。

2. 抢占式调度

在抢占式调度中，操作系统可以随时中断正在运行的进程，并将CPU分配给其他进程。这样，每个进程都会得到一定的CPU时间，即使某一个进程崩溃或死锁，它也不会影响其他进程的执行。

时间片的长度可以根据系统需求进行调整，通常为几十毫秒到几百毫秒不等。当进程的时间片用完时，操作系统会将该进程挂起，然后将CPU时间分配给下一个进程。如果该进程还没有完成它的工作，那么下一个时间片将继续执行该进程。这种方式可以让操作系统更好地管理CPU时间，并使每个进程获得公平的使用CPU的机会。

代码片段

// 定义时间片长度为10毫秒
#define TIME_SLICE 10

void schedule()
{
    // 当前运行的进程
    struct process* current_process = get_current_process();
    
    // 如果当前进程还有时间片剩余，继续执行
    if (current_process->time_left > 0) 
    {
        current_process->time_left -= TIME_SLICE;
        return;
    }
    
    // 时间片用完了，将当前进程挂起
    current_process->state = SUSPENDED;
    
    // 找到下一个可以执行的进程
    struct process* next_process = get_next_process();
    
    // 切换到下一个进程
    switch_to(next_process);
    
    // 重置时间片
    next_process->time_left = TIME_SLICE;
}