java实现页面调度算法

本文深入探讨了计算机操作系统中页面置换算法的基本原理与实现,包括先进先出(FIFO)、最近最久未使用(LRU)及时钟(CLOCK)算法。通过具体代码示例,详细解释了每种算法的工作流程,并提供了测试数据以验证算法的有效性。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

package items_9;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class ymzh {
	//最佳置换算法(OPT)--- 无法实现
	public static void opt(List<Integer> list){}
	
	//先进先出置换算法(FIFO)
	public static void fifo(List<Integer> list){
		ArrayList<Integer> block=new ArrayList<Integer>();//物理块
		//int lockPage=0; //缺页否
		int blockSum=2; //物理快内存
		int startBlock=0; //起始物理快
		int leftSpace=3; //物理快剩余空间
		int len=list.size();
		for(int j=0;j<len;){
			startBlock=startBlock%3;
			if(block.contains(list.get(j))){ //物理快中是否存在该数据
				j++;
			}else{
				if(leftSpace>0){ //物理块中是否存在空余空间
					block.add((Integer) list.get(startBlock));
					
				}else{
					block.set(startBlock, (Integer) list.get(j));
				}
				leftSpace--;
				startBlock++;
				j++;
			}
		}
		//输出物理快中内容
		for(int i=0;i<=blockSum;i++){
			System.out.println(block.get(i));
		}
	}
	
	public static int maxThree(int[] arr){
		int max=arr[0];
		int maxIndex=0;
		for(int i=1;i<arr.length;i++){
			if(arr[i]>=max){
				max=arr[i];
				maxIndex=i;
			}
		}
		return maxIndex;
	}
	
	//最近最久未使用(LRU)算法
	public static void lru(List<Integer> list){
		ArrayList<Integer> block=new ArrayList<Integer>();//物理块
		//int lockPage=0; //缺页否
		int blockSum=2; //物理快内存
		int startBlock=0; //起始物理快
		int leftSpace=3; //物理快剩余空间
		int len=list.size();
		for(int j=0;j<len;){
			if(block.contains(list.get(j))){ //物理快中是否存在该数据
				j++;
			}else{
				if(leftSpace>0){ //物理块中是否存在空余空间
					block.add((Integer) list.get(startBlock));
					startBlock++;
				}else{
					int[] arr=new int[3];
					ArrayList<Integer> newList=new ArrayList<Integer>();
					for(int k=0;k<j;k++){
						newList.add(list.get(k));
					}
					for(int i=0;i<=blockSum;i++){
						arr[i]=j-newList.lastIndexOf(block.get(i));
					}
					int maxIndex=maxThree(arr);
					block.set(maxIndex, (Integer) list.get(j));
				}
				leftSpace--;
				j++;
			}
		}
		//输出物理快中内容
		for(int i=0;i<=blockSum;i++){
			System.out.println(block.get(i));
		}
	}
	
	// 时钟(CLOCK)置换算法
	public static void clock(List<Integer> list){
		ArrayList<Integer> block=new ArrayList<Integer>();//物理块
		ArrayList<Integer> blockVal=new ArrayList<Integer>();//物理块标识位置
		int flag=1;
		int mflag=0;
		//int lockPage=0; //缺页否
		int blockSum=2; //物理快内存
		int startBlock=0; //起始物理快
		int leftSpace=3; //物理快剩余空间
		int len=list.size();
		for(int j=0;j<len;){
			startBlock=startBlock%3;
			if(block.contains(list.get(j))){ //物理快中是否存在该数据
				j++;
			}else{
				if(leftSpace>0){ //物理块中是否存在空余空间
					block.add((Integer) list.get(startBlock));
					blockVal.add(flag);
				}else{
					block.set(startBlock, list.get(j));
					for(int k=startBlock;k<=blockSum;k++){
						blockVal.set(k, mflag);
					}
				}
				startBlock++;
				leftSpace--;
				j++;
			}
		}
		//输出物理快中内容
		for(int i=0;i<=blockSum;i++){
			System.out.println(block.get(i));
		}
	}

	public static void main(String argv[]){
		ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		while(true){
			Integer val=sc.nextInt();
			if(val==999){
				break;
			}
			list.add(val);
		}
		//opt(list);
		fifo(list); //每执行一个算法要注释其他算法函数调用
		//lru(list);
		//clock(list);
	}
}

我的测试结果如下:

FIFO算法:

7
0
1
2
0
3
0
4
2
3
0
3
2
1
2
0
1
7
0
1
999
7
0
1

LRU算法:

7
0
1
2
0
3
0
4
2
3
0
3
2
1
2
0
1
7
0
1
999
1
0
7

clock算法:

4
3
2
1
4
3
5
4
3
2
1
5
999
5
2
1

测试数据(采自https://blog.youkuaiyun.com/huyang0304/article/details/82694526

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