最短剩余时间优先（SRTF）算法介绍

最短剩余时间优先（SRTF）算法是一种常用的CPU调度算法，也是SJF（短作业优先）算法的变体。SRTF算法是基于剩余执行时间的短作业优先算法，即在执行过程中不断检查进程的剩余执行时间，动态地选择最短剩余执行时间的进程进行执行。

算法流程

SRTF算法的流程如下：

1. 将所有进程按照到达时间排序，并初始化当前时间为0。
2. 执行当前时间的全部进程中，剩余执行时间最短的进程。
3. 如果新的进程到达且其剩余执行时间小于当前进程，则抢占当前进程，执行新进程。
4. 重复第2，3步，直到所有进程执行完毕。

算法实现

SRTF算法的实现需要维护一个就绪队列和一个当前进程指针。就绪队列用于存储已经到达但还未执行的进程，当前进程指针记录当前正在执行的进程。

class Process:
    def __init__(self, pid, arrive_time, burst_time):
        self.pid = pid
        self.arrive_time = arrive_time
        self.burst_time = burst_time
        self.remaining_time = burst_time

    def __str__(self):
        return f"Process(pid={self.pid}, arrive_time={self.arrive_time}, burst_time={self.burst_time}, remaining_time={self.remaining_time})"

def SRTF(processes):
    processes.sort(key=lambda x: x.arrive_time)  # 按到达时间排序
    n = len(processes)
    ready_queue = []  # 就绪队列
    current_process = None  # 当前进程
    time = 0

    while ready_queue or current_process:
        # 将已到达的进程加入就绪队列
        for p in processes:
            if p.arrive_time == time:
                ready_queue.append(p)

        # 按剩余执行时间，从就绪队列中选出最短的进程执行
        if ready_queue:
            shortest_process = min(ready_queue, key=lambda x: x.remaining_time)
            if current_process != shortest_process:
                current_process = shortest_process
                print(f"Time {time}: {current_process.pid} starts.")
            current_process.remaining_time -= 1

            if current_process.remaining_time == 0:
                print(f"Time {time}: {current_process.pid} finishes.")
                ready_queue.remove(current_process)
                current_process = None

        # 如果没有进程在执行，且就绪队列不为空，则选择最短剩余执行时间的进程执行
        else:
            print(f"Time {time}: CPU idle.")

        time += 1

算法分析

SRTF算法是一种短作业优先的调度算法，它能够最大限度地提高CPU的利用率和系统的响应速度。但是，SRTF算法也存在着进程抢占和上下文切换的开销，这会导致一定的系统开销。因此，在实际应用中，需要根据具体的情况进行选用。