Linux编程：模拟进程调度算法

一、“丑话”说在前头

稍稍有点操作系统基础的朋友应该知道进程的调度算法，在这里“所长”还是给大家略微介绍一下接下来要模拟的几种算法：

1. 先来先服务（FCFS）
   采用FCFS调度，先请求CPU的进程会先分配到CPU。
   使用FCFS调度的等待时间通常较长，CPU利用率也会较低
2. 最短作业优先调度（SJF）
   采用SJF调度会选择具有最短CPU运行时间的进程分配CPU使用权。如果两个进程的CPU区间相同，则按照FCFS来进行选择。
   SJF调度可以证明是最佳的，它降低了平均等待时间。
3. 轮转法调度（RR）
   RR调度将CPU时间分为较小的时间片，调度程序循环就绪队列。为每一个进程分配不超过一个时间片的CPU。
   RR调度专门用于分时系统。
4. 优先级调度
   每一个进程都有一个优先级与其关联，具有最高优先级的进程会分配到CPU。
   优先级调度的一个主要问题是优先级较低的进程会产生饥饿现象。

二、编程模拟

1. 思路整理

1.创建主线程，主线程创建子线程，子线程有一个虚拟PCB
2.主线程创建20个子线程，分别实现FCFS调度、SJF调度、RR调度、优先级调度，并且计算每个调度的平均等待时间。
3.对于每个子线程，在其运行期间，输出其占用的时间标号（例如，第3个线程占用了第10秒的CPU时间，输出为：“Thread3：10”）。

2. 代码（仅供参考）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
#include<time.h>
#include<iostream> 
#define Thread_Num 20
using namespace std;

pthread_mutex_t Device_mutex ;
//Virtual PCB of threads 
struct VirtualPCB
{
   
	int tid;
	int priority;
	int waittime;
	int runtime;
	int arrivetime;
	int visited;
	int tempruntime;
	public:
		int gettid()
		{
   
			return tid;	
		}
		int getwaittime()
		{
   
			return waittime;	
		}
		int getpriority()
		{
   
			return priority;
		}
		int getruntime()
		{
   
			return runtime;
		}
		int getarrivetime()
		{
   
			return arrivetime;
		}
		void setvisit(int a)
		{
   
			visited=a;
		}
		int getvisit()
		{
   
			return visited;
		}
		int gettempruntime()
		{
   
			return tempruntime;
		}
		void setwaittime(int n)
		{
   
			waittime = n;	
		}
		void settempruntime(int n)
		{
   
			tempruntime = tempruntime - n;
		}
}TCB[Thread_Num]; 

//Function to initial virtual PCB
void t_init()
{
   
	int n;
	srand(time(NULL));
	for(n =0;n<Thread_Num;n++)
	{
   
	TCB[n].tid = n + 1;//用线程创建序号作为虚拟进程id
	//用随机数随机产生虚拟PCB的值
	TCB[n].priority = 1 + rand()%19;
	TCB[n].runtime = 1 + rand()%19;
	TCB[n].arrivetime = 0;//模拟时，默认进程按创建顺序依次在0时刻到达
	TCB[n].waittime = 0;
	TCB