OS Round Robin调度算法

简介

Round Robin（简称RR）是一种常用的操作系统调度算法，主要应用于进程调度。它基于轮询的思想，每个进程被赋予一定的时间片（或称为时间量），当时间片耗尽后，操作系统会将该进程暂停，并将CPU调度给下一个等待的进程，以此类推。

工作原理

Round Robin调度算法将所有就绪的进程组织成一个循环队列。每个进程按照其到达顺序依次排队，每个进程被分配一个时间片，并在该时间片用完时被放到队列的尾部，等待下一次调度。这样，所有进程基本上能够平均地获得CPU资源，确保公平性。

优点

1. 公平性：每个就绪的进程都有机会获得CPU资源，避免了饥饿现象的出现。
2. 简单实现：Round Robin算法非常易于实现和理解，因为它仅需要维护一个队列来管理进程。

缺点

1. 平均等待时间较长：当进程的时间片较大时，平均等待时间会比较长，因为每个进程都需要等待其他进程的时间片用完才能执行。
2. 响应时间不确定：Round Robin算法无法保证进程的响应时间，当有大量CPU密集型进程同时竞争CPU资源时，其他I/O密集型的进程可能会长时间等待。

示例代码

#include <iostream>
#include <queue>

struct Process {
    int id; // 进程ID
    int burstTime; // 执行时间
    int remainingTime; // 剩余执行时间
};

// Round Robin调度算法
void roundRobinScheduling(std::queue<Process>& processes, int timeQuantum) {
    while (!processes.empty()) {
        Process currentProcess = processes.front();
        processes.pop();

        // 执行进程
        std::cout << "Running process " << currentProcess.id << std::endl;
        currentProcess.remainingTime -= timeQuantum;

        // 如果剩余执行时间大于0，则继续加入队列
        if (currentProcess.remainingTime > 0) {
            processes.push(currentProcess);
        }
    }
}

int main() {
    std::queue<Process> processes;
    processes.push({1, 10, 10});
    processes.push({2, 5, 5});
    processes.push({3, 8, 8});

    int timeQuantum = 4;
    roundRobinScheduling(processes, timeQuantum);

    return 0;
}

上述代码是一个使用C++实现的简单的Round Robin调度算法示例。通过一个队列来存储进程，每次从队列头部取出一个进程执行，执行完后更新剩余执行时间并判断是否需要继续执行。如果进程的剩余执行时间大于0，则将其放回队列尾部，继续等待下一次调度。

请注意，以上仅为示例代码，实际的操作系统调度算法实现通常更加复杂，考虑了更多方面的因素，如优先级、进程状态等。