多级反馈队列调度算法 代码

多级反馈队列调度算法（Multi-Level Feedback Queue Scheduling，MLFQ）是一种用于实时操作系统（RTOS）的任务调度策略，它通过将任务分配到多个优先级不同的队列，并根据任务的优先级和剩余执行时间动态调整队列，提供了一个平衡响应时间和公平性的解决方案。

核心思想是将任务分为几个优先级等级（队列），每个队列有自己的执行权和独立的时间片。高优先级的任务先被执行，当它们完成或者超时时，会转移到下一个较低优先级的队列。这种设计允许了对紧急任务的快速响应同时保持一般任务的进展。

以下是MLFQ的基本步骤：

1. 新任务按照优先级分配到相应的队列。
2. 各队列轮流执行，每个队列都有一定比例的CPU时间。
3. 当当前队列为空或时间片用完时，检查其他队列是否有更高优先级的任务可以切换。
4. 低优先级的任务如果没有完成，可能会被提升到更高级别的队列，如果它们的执行速度加快或优先级提高。

在实现上，这通常需要操作系统内核的支持，比如在Linux的RT内核中就有这样的实现。具体的代码实现细节取决于使用的编程语言和操作系统的API，但基本结构涉及任务管理、队列操作以及时间片管理等部分。

相关问题

python多级反馈队列调度算法代码

Python多级反馈队列调度算法代码如下：

class Process:
    def __init__(self, name, arrival_time, burst_time):
        self.name = name
        self.arrival_time = arrival_time
        self.burst_time = burst_time
        self.waiting_time = 0
        self.remaining_time = burst_time
    
    def execute(self, time_quantum):
        if self.remaining_time > time_quantum:
            self.remaining_time -= time_quantum
        else:
            self.waiting_time = self.waiting_time + self.remaining_time  # 更新等待时间
            self.remaining_time = 0

    def is_finished(self):
        return self.remaining_time == 0


def multi_feedback_queue(processes, priorities, time_quantum):
    queue = [[] for _ in range(len(priorities))]  # 创建多级队列
    current_time = 0
    waiting_time = 0
    
    while True:
        for i, p in enumerate(processes):
            if p.arrival_time <= current_time:  # 将到达时间小于等于当前时间的进程加入队列
                queue[priorities[i]].append(p)
        
        for q in queue:
            if q:  # 队列不为空
                process = q.pop(0)  # 取出队首进程
                process.execute(time_quantum)  # 执行时间片
                current_time += time_quantum  # 更新当前时间
                
                if process.is_finished():
                    waiting_time += process.waiting_time
                else:
                    q.append(process)  # 未完成的进程放回队列
            else:
                current_time += 1  # 队列为空时，时间流逝
        
        if not any(queue):  # 所有队列都为空时退出循环
            break
    
    average_waiting_time = waiting_time / len(processes)
    return average_waiting_time


# 测试代码
if __name__ == '__main__':
    processes = [
        Process('P1', 0, 10),
        Process('P2', 3, 1),
        Process('P3', 4, 3),
        Process('P4', 8, 2),
    ]
    priorities = [0, 1, 2, 3]  # 进程对应的优先级
    time_quantum = 2
    average_waiting_time = multi_feedback_queue(processes, priorities, time_quantum)
    print(f"平均等待时间: {average_waiting_time}")

以上代码实现了一个多级反馈队列调度算法，根据进程的到达时间和优先级将进程放入对应的队列中，并按照时间片的方式执行进程。当一个进程完成时，更新其等待时间，并根据是否执行完毕重新放入对应的队列中。最终计算出所有进程的平均等待时间。

多级反馈队列调度算法代码c语言

多级反馈队列调度算法是一种常见的进程调度算法，可以根据进程的优先级和运行状态来动态调整进程的执行顺序。下面是一个简单的C语言代码，实现了多级反馈队列调度算法：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_PROCESS 5

// 进程结构体
typedef struct process {
    int pid;  // 进程ID
    int burst_time;  // 运行时间
    int priority;  // 优先级
    int remaining_time;  // 剩余时间
    int queue;  // 队列级别
    int quantum;  // 时间片
} Process;

// 队列结构体
typedef struct queue {
    Process* processes[MAX_PROCESS];
    int front;
    int rear;
} Queue;

// 初始化队列
void initQueue(Queue* q) {
    q->front = 0;
    q->rear = -1;
}

// 判断队列是否为空
int isEmpty(Queue* q) {
    return q->rear < q->front;
}

// 入队操作
void enqueue(Queue* q, Process* p) {
    if (q->rear >= MAX_PROCESS - 1) {
        printf("队列已满，无法插入新的进程\n");
        return;
    }
    q->rear++;
    q->processes[q->rear] = p;
}

// 出队操作
Process* dequeue(Queue* q) {
    if (isEmpty(q)) {
        printf("队列为空，无法出队\n");
        return NULL;
    }
    Process* p = q->processes[q->front];
    q->front++;
    return p;
}

// 执行进程
void executeProcess(Process* p, int execution_time) {
    p->remaining_time -= execution_time;
    if (p->remaining_time <= 0) {
        printf("进程 %d 执行完毕\n", p->pid);
    } else {
        printf("进程 %d 继续执行，剩余时间 %d\n", p->pid, p->remaining_time);
    }
}

// 多级反馈队列调度算法
void multilevelFeedbackScheduling(Process* processes, int num_processes, int time_slice) {
    Queue queues[3];
    initQueue(&queues[0]);
    initQueue(&queues[1]);
    initQueue(&queues[2]);

    // 初始化进程，并入队到第一个队列
    for (int i = 0; i < num_processes; i++) {
        processes[i].remaining_time = processes[i].burst_time;
        processes[i].queue = 0;
        processes[i].quantum = time_slice;
        enqueue(&queues[0], &processes[i]);
    }

    while (!isEmpty(&queues[0]) || !isEmpty(&queues[1]) || !isEmpty(&queues[2])) {
        if (!isEmpty(&queues[0])) {
            Process* p = dequeue(&queues[0]);
            executeProcess(p, p->quantum);

            if (p->remaining_time <= 0) {
                continue;
            }

            if (p->quantum > 0) {
                p->queue = 1;
                enqueue(&queues[1], p);
            } else {
                p->queue = 2;
                enqueue(&queues[2], p);
            }
        } else if (!isEmpty(&queues[1])) {
            Process* p = dequeue(&queues[1]);
            executeProcess(p, p->quantum);

            if (p->remaining_time <= 0) {
                continue;
            }

            if (p->quantum > 0) {
                p->queue = 1;
                enqueue(&queues[1], p);
            } else {
                p->queue = 2;
                enqueue(&queues[2], p);
            }
        } else {
            Process* p = dequeue(&queues[2]);
            executeProcess(p, p->quantum);

            if (p->remaining_time > 0) {
                p->queue = 2;
                enqueue(&queues[2], p);
            }
        }
    }
}

int main() {
    Process processes[5] = {
        {1, 10, 1, 0, 0, 0},
        {2, 5, 0, 0, 0, 0},
        {3, 8, 1, 0, 0, 0},
        {4, 2, 2, 0, 0, 0},
        {5, 6, 0, 0, 0, 0}
    };

    multilevelFeedbackScheduling(processes, 5, 2);

    return 0;
}

以上代码实现了一个简单的多级反馈队列调度算法。在main函数中定义了5个进程，并调用`multilevelFeedbackScheduling`函数进行调度。其中，进程的`burst_time`表示运行时间，`priority`表示优先级，`queue`表示队列级别，`quantum`表示时间片。通过执行`make`命令进行编译运行，在执行过程中会输出进程的执行情况。