Java实现调度算法：FCFS与最短作业优先法详解

资源摘要信息:"该文件名为'diaodu.rar_fcfs'，描述中指出其为用Java语言实现的调度算法程序包，特别强调包括了'FCFS'（First-Come, First-Served，先来先服务）算法和'最短作业优先法'。FCFS是最简单的一种CPU调度算法，它按照进程进入就绪队列的顺序进行调度。当一个进程占用CPU时，除非它主动释放CPU（即完成或等待I/O），否则CPU将继续为该进程服务，直到完成。这种算法对长作业有利，可能会导致'饥饿'（starvation）现象，特别是对那些等待时间长但执行时间短的进程不公平。最短作业优先法（Shortest Job First, SJF）是一种非抢占式调度算法，该算法会选择就绪队列中所需CPU时间最短的进程进行服务。在CPU调度中，SJF可以显著减少平均等待时间，但在实际情况中，预测下一个最短作业是困难的，且可能导致长作业饥饿。此外，FCFS和SJF这两种调度算法在操作系统课程中经常被提及，用来学习和比较不同调度策略的优缺点。压缩包中的文件名为'diaodu.java'，这可能是该Java项目的主要源代码文件，其中可能包含了实现FCFS和SJF算法的代码逻辑。该程序包可能用于教学、算法演示或简单的性能测试。" 在Java程序中实现调度算法，尤其是CPU调度算法，需要对Java编程以及操作系统中进程调度的原理有深入的了解。该程序包可能包含了以下几个方面的内容和技术点： 1. Java基础语法和面向对象编程：实现调度算法的Java程序必然涉及Java的核心语法，如变量、控制流语句、数组、类和对象等，以及继承、封装、多态等面向对象编程概念。 2. 进程和线程概念：在操作系统中，进程是资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位。Java提供了Thread类和Runnable接口来支持多线程编程，实现调度算法时可能需要对这些类和接口有深入了解。 3. 数据结构：为了有效地管理进程，Java程序可能用到了链表、队列等数据结构。例如，FCFS算法可以使用队列来维护进程的执行顺序，而SJF算法可能需要优先队列来快速选出最短的作业。 4. Java集合框架：Java的集合框架提供了各种数据结构的实现，如ArrayList、LinkedList、HashMap等，这些集合可能在存储和管理进程信息时被使用。 5. 并发编程：Java提供了synchronized关键字和Lock接口来处理并发编程中的同步问题，实现调度算法时可能涉及到资源的互斥访问和线程间的协作。 6. 设计模式：对于更高级的实现，Java程序可能采用了设计模式，如工厂模式、策略模式等，来实现算法的灵活切换和系统的可扩展性。 7. 调度算法的实现细节：FCFS算法的实现相对简单，只需按进程到达的顺序进行调度即可。而SJF算法可能需要判断当前可运行进程列表中哪个作业的剩余时间最短，并进行调度。 8. 性能评估：实现的程序可能还包含了对调度算法性能的评估功能，如计算平均等待时间、平均周转时间等指标。 9. 用户界面（如果有的话）：为了方便用户交互和结果展示，Java程序可能还包含了一个用户界面，可能是一个控制台界面或者图形界面。 通过分析和实现这些调度算法，开发者可以加深对操作系统工作原理的理解，提高编程能力和设计复杂系统的能力。此外，这些技能对于准备操作系统相关课程的考试或进行学术研究都是十分有价值的。