进程调度之最短作业优先

最短作业优先

SJF（Shortest-Job-First）:

分为抢占式和非抢占式：
- 非抢占式的SJF 更确切的叫 最短下次CPU执行算法(shortest-next-CPU-burst)
- 抢占式的SJF 叫 最短剩余时间优先算法（shortest-remaining-time-first）
优点：
它的平均等待时间最小，是最优的调度算法。
缺点：
获取下次CPU执行长度比较困难（一般估计）。
用途：
经常用于长期调度。

代码

根据个人思路模拟的SJF,仅供参考

非抢占式

#include <iostream>
#include <queue>using namespace std;
typedef  double TimeType;
const int MAXN =  1e6+5;int task_num;
TimeType now_time; //从第一个到达的作业时间开始
TimeType avg_spend_time; //平均周转时间
TimeType avg_weight_time; //平均带权周转时间struct StruTask
{int id; //序号TimeType arrive_time; //到达时间（输入）TimeType service_time; //服务时间（输入）TimeType start_time; //开始时间（设置）TimeType end_time; //结束时间（设置）TimeType spend_time; //周转时间:end_time - arrive_timeTimeType weight_time; //带权周转时间spend_time/service_timebool finished;} arrayTask[MAXN];TimeType get_task()
{cout<<"请输入任务数:"<<endl;cin>>task_num;if(task_num <= 0) return -1;cout<<"----------请输入任务相关信息-------"<<endl;TimeType minx = 1e15;for(int i = 1; i <= task_num; ++i){cout<<"请输入第"<<i<<"个任务的 到达时间 和 服务时间:";arrayTask[i].id = i;cin>>arrayTask[i].arrive_time;minx = min(minx,arrayTask[i].arrive_time);cin>>arrayTask[i].service_time;}return minx;
}int get_next_task()
{int minx = 1<<30;int aim = 0;for(int i = 1; i <= task_num; ++i){if(arrayTask[i].arrive_time<=now_time && !arrayTask[i].finished){if(arrayTask[i].service_time < minx){minx = arrayTask[i].service_time;aim = i;}}}return aim;}void run_task(StruTask &task)
{now_time = max(now_time,task.arrive_time);task.start_time  = now_time;task.end_time = now_time + task.service_time;now_time = task.end_time;task.spend_time = task.end_time - task.arrive_time;avg_spend_time += task.spend_time;task.weight_time = task.spend_time / task.service_time;avg_weight_time += task.weight_time;task.finished = true;
}void print_result(StruTask &task)
{cout<<" id: "<<task.id<<" arrive_time: "<<task.arrive_time<<" service: "<<task.service_time;cout<<" start: "<<task.start_time<<" end: "<<task.end_time;cout<<" spend: "<<task.spend_time<<" weight: "<<task.weight_time<<endl;
}/*SJF 非抢占式
Short Job First
*/
void SJF()
{avg_spend_time = 0;avg_weight_time = 0;for(int i = 1; i <= task_num; ++i){int id = get_next_task();run_task(arrayTask[id]);print_result(arrayTask[id]);}
}int main()
{now_time = get_task();if(now_time == -1)return 0;SJF();double wait = 0;for(int i = 1; i <= task_num; ++i){wait += arrayTask[i].start_time - arrayTask[i].arrive_time;}avg_spend_time /= task_num;avg_weight_time /= task_num;cout<<" avg_spend: "<<avg_spend_time<<" avg_weight: "<<avg_weight_time<<endl;cout<<" avg_wait: "<<(wait/task_num)<<endl;return 0;
}

运行示例

抢占式

#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
typedef  double TimeType;
const int MAXN =  1e3+5;int task_num;
TimeType now_time; //从第一个到达的作业时间开始
TimeType avg_spend_time; //平均周转时间
TimeType avg_weight_time; //平均带权周转时间
TimeType avg_wait;
TimeType last_run[MAXN];struct StruTask
{int id; //序号TimeType arrive_time; //到达时间（输入）TimeType service_time; //服务时间（输入）TimeType start_time; //开始时间（设置）TimeType end_time; //结束时间（设置）TimeType spend_time; //周转时间:end_time - arrive_timeTimeType weight_time; //带权周转时间spend_time/service_timeTimeType remain_service_time; //剩余服务时间} arrayTask[MAXN];TimeType get_task()
{cout<<"请输入任务数:"<<endl;cin>>task_num;if(task_num <= 0) return -1;cout<<"----------请输入任务相关信息-------"<<endl;TimeType minx = 1e15;for(int i = 1; i <= task_num; ++i){cout<<"请输入第"<<i<<"个任务的 到达时间 和 服务时间:";arrayTask[i].id = i;cin>>arrayTask[i].arrive_time;minx = min(minx,arrayTask[i].arrive_time);cin>>arrayTask[i].service_time;arrayTask[i].remain_service_time = arrayTask[i].service_time;}return minx;
}int get_next_task()
{TimeType minx = 1e15;int aim = -1;for(int i = 1; i <= task_num; ++i){if(arrayTask[i].arrive_time<=now_time && arrayTask[i].remain_service_time){if(arrayTask[i].remain_service_time < minx){minx = arrayTask[i].remain_service_time;aim = i;}}}return aim;}void run_task(StruTask &task)
{now_time = max(now_time,task.arrive_time);avg_wait += now_time - (last_run[task.id]==-1?task.arrive_time:last_run[task.id]);task.start_time  = now_time;task.end_time = now_time + 1; // 执行一秒后询问，便于实现task.remain_service_time -= 1;now_time = task.end_time;last_run[task.id] = now_time;if(!task.remain_service_time){task.spend_time = task.end_time - task.arrive_time;avg_spend_time += task.spend_time;task.weight_time = task.spend_time / task.service_time;avg_weight_time += task.weight_time;}}void print_result(StruTask &task)
{cout<<" id: "<<task.id<<" arrive_time: "<<task.arrive_time<<" service: "<<task.service_time;cout<<" start: "<<task.start_time<<" end: "<<task.end_time;cout<<" spend: "<<task.spend_time<<" weight: "<<task.weight_time<<endl;
}/*SJF 抢占式:又叫最短剩余时间优先
Shortest remaining time first
*/
void SRTF()
{avg_spend_time = 0;avg_weight_time = 0;avg_wait = 0;for(int i = 0; i < MAXN; ++i){last_run[i] = -1;}int id;while(1){id = get_next_task();if(id == -1) break;run_task(arrayTask[id]);print_result(arrayTask[id]);}
}int main()
{now_time = get_task();if(now_time == -1)return 0;SRTF();avg_spend_time /= task_num;avg_weight_time /= task_num;avg_wait /= task_num;cout<<" avg_spend: "<<avg_spend_time<<" avg_weight: "<<avg_weight_time<<endl;cout<<" avg_wait: "<<avg_wait<<endl;return 0;
}

运行示例

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