实时调度算法之EDF算法

最早截止时间优先即EDF(Earliest Deadline First)算法

该算法是根据任务的开始截止时间来确定任务的优先级。截止时间愈早，其优先级愈高。该算法要求在系统中保持一个实时任务就绪队列，该队列按各任务截止时间的早晚排序；当然，具有最早截止时间的任务排在队列的最前面。调度程序在选择任务时，总是选择就绪队列中的第一个任务，为之分配处理机，使之投入运行。最早截止时间优先算法既可用于抢占式调度，也可用于非抢占式调度方式中。

(1)非抢占式调度方式用于非周期实时任务

下图示出了将该算法用于非抢占式调度方式之例。该例子中具有四个非周期任务，它们先后到达。系统首先调度任务1执行，在任务1执行期间，任务2、3又先后到达。由于任务3的开始截止时间早于任务2，故系统在任务1后将调度任务3执行。在次期间又到达作业4，其开始截止时间仍是早于任务2的，故在任务3执行完后，系统又调度任务4执行，最后才调度任务2执行。

(2)抢占式调度方式用于周期实时任务

下图示出了将最早截止时间优先算法用于抢占式调度方式之例。在该例中有两个周期性任务，任务A的周期时间为20ms，每个周期的处理时间为10ms；任务B的周期时间为50ms，每个周期的处理时间为25ms。图中的每一行示出了两个任务的到达时间、最后期限和执行时间图。其中任务A的到达时间为0,20,40，···；任务A的最后期限为20,40,60，···；任务B的到达时间为0,50,100，···；任务B的最后期限为50,100,150，···。

为了说明通常的优先级调度不能适用于实时系统，该图特增加了第二和第三行。在第二行中假定任务Ａ具有较高的优先级，所以在t=0ms 时，先调度A1执行，在A1完成后(t=10ms)才调度B1执行；在t=20ms时，调度A2执行；在t=30ms时，A2完成，又调度B1执行；在t=40ms时，调度A3执行；在t=50ms时，虽然A3已完成，但B1已错过了它的最后期限，这说明了利用通常的优先级调度已经失败，第三行与第二行类似，只是假定任务B具有较高的优先级。
第四行是采用最早截止时间优先算法的时间图。在t=0时，A1和B1同时到达，由于A1的截止时间比B1早，故调度A1执行；在t=10时，A1完成，又调度B1执行；在t=20时，A2到达，由于A2的截止时间比B2早，B1的截止时间要比A3早，仍应让B1继续执行直到完成(t=45)，然后再调度A3执行；在t=55时，A3完成，又调度B2执行。在该例中利用最早截止时间优先算法可以满足系统的要求。