cpu时间片策略的由来
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2023-10-08
11:16:28
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一、简介
1、cpu 时间片的概念
时间片即 CPU 分配给各个程序的时间，每个线程被分配一个时间段，称作它的时间片，即
该进程允许运行的时间，使各个程序从表面上看是同时进行的。如果在时间片结束时进程还
在运行，则 CPU 将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束，则
CPU 当即进行切换。而不会造成 CPU 资源浪费。在宏观上：我们可以同时打开多个应用程
序，每个程序并行不悖，同时运行。但在微观上：由于只有一个 CPU，一次只能处理程序
要求的一部分，如何处理公平，一种方法就是引入时间片，每个程序轮流执行。
2、cpu 时间片基本原理
在早期的时间片轮转法中,系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则,排成一个队列,每次
调度时,把 CPU 分配给队首进程,并令其执行一个时间片.时间片的大小从几 ms 到几百 ms.当
执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的
执行,并将它送往就绪队列的末尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,同时也
让它执行一个时间片.这样就可以保证就绪队列中的所有进程,在一给定的时间内,均能获得
一时间片的处理机执行时间.
3、系统中 cpu 时间片是多久
Windows 系统中线程轮转时间也就是时间片大约是 20ms，如果某个线程所需要的时间小于
20ms，那么不到 20ms 就会切换到其他线程;如果一个线程所需的时间超过 20ms，系统也最
多只给 20ms，除非意外发生(那可能导致整个系统无响应)，而 Linux/unix 中则是 5~800ms。
4、cpu 时间片轮转机制(RR 调度)
时间片轮转法(Round-Robin，RR)主要用于分时系统中的进程调度。为了实现轮转调度，系
统把所有就绪进程按先入先出的原则排成一个队列。新来的进程加到就绪队列末尾。每当执
行进程调度时，进程调度程序总是选出就绪队列的队首进程，让它在 CPU 上运行一个时间
片的时间。时间片是一个小的时间单位，通常为 10~100ms 数量级。当进程用完分给它的
时间片后，系统的计时器发出时钟中断，调度程序便停止该进程的运行，把它放入就绪队列
的末尾;然后，把 CPU 分给就绪队列的队首进程，同样也让它运行一个时间片，如此往复。
进程调度
采用此算法的系统，其程序就绪队列往往按进程到达的时间来排序。进程调度程序总是选择
就绪队列中的第一个进程，也就是说按照先来先服务原则调度，但一旦进程占用处理机则仅
使用一个时间片。在使用先一个时间片后，进程还没有完成其运行，它必须释放出处理机给
下一个就绪的进程，而被抢占的进程返回到就绪队列的末尾重新排队等待再次运行。
处理器同一个时间只能处理一个任务。处理器在处理多任务的时候，就要看请求的时间顺序，
如果时间一致，就要进行预测。挑到一个任务后，需要若干步骤才能做完，这些步骤中有些
需要处理器参与，有些不需要(如磁盘控制器的存储过程)。不需要处理器处理的时候，这部
分时间就要分配给其他的进程。原来的进程就要处于等待的时间段上。经过周密分配时间，
宏观上就象是多个任务一起运行一样，但微观上是有先后的，就是时间片轮换。
实现思想
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