操作系统 - 进程调度的Java实现（FCFS,RR,HPF）

实验要求

用高级语言编写和调试一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用最高优先数优先调度算法对五个进程
进行调度。 “最高优先数优先”调度算法的基本思想是把 CPU 分配给就绪队列中优先数最高的进程。

1. 静态优先数是在创建进程时确定的，并在整个进程运行期间不再改变。
2. 动态优先数是指进程的优先数在创建进程时可以给定一个初始值，并且可以按一定原则修改优先数。例如：在进程获得一次 CPU 后就将其优先数减少 1，或者，进程等待的时间超过某一时限时增加其优先数的值，等等。

编写并调试一个模拟的进程调度程序，采用轮转法调度算法对五个进程进行调度。

1. 轮转法可以是简单轮转法、可变时间片轮转法，或多队列轮转法。
2. 简单轮转法的基本思想是：所有就绪进程按 FCFS 排成一个队列，总是把处理机分配给队首的进程，各进程占用 CPU 的时间片相同。如果运行进程用完它的时间片后还为完成，就把它送回到就绪队列的末尾，把处理机重新分配给队首的进程，直至所有的进程运行完毕。

具体思路

设计一个有 N 个进程共行的进程调度程序。

进程调度算法：采用最高优先数优先的调度算法（即把处理机分配给优先数最高的进程）和先来先服务算法。

每个进程有一个进程控制块（ PCB）表示。进程控制块可以包含如下信息：进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用 CPU 时间、进程状态等等。进程的优先数及需要的运行时间可以事先人为地指定（也可以由随机数产生），进程的到达时间为进程输入的时间，进程的运行时间以时间片为单位进行计算。

每个进程的状态可以是就绪 W（Wait）、运行 R（Run）、或完成 F（Finish）三种状态之一（这是编程用到的三个模拟状态，并非进程的三基态）。就绪进程获得 CPU 后都只能运行一个时间片，用已占用 CPU 时间加 1 来表示。如果运行一个时间片后，进程的已占用 CPU 时间已达到所需要的运行时间，则撤消该进程，如果运行一个时间片后进程的已占用 CPU 时间还未达所需要的运行时间，也就是进程还需要继续运行，此时应将进程的优先数减 1（即降低一级），然后把它插入就绪队列等待 CPU。

每进行一次调度程序都打印一次运行进程、就绪队列、以及各个进程的 PCB，以便进行检查。重复以上过程，直到所要进程都完成为止。
流程图如下

调度算法

https://blog.csdn.net/luyafei_89430/article/details/12971171

代码实现

MyProcess类为进程的基本信息类。
Main类中放了主函数。
FCFS类封装了先来先服务算法。
HPF封装了高优先级优先调度算法。
RR封装了时间片轮转算法。

主函数和进程类

MyProcess类存储进程的基本信息，Main类放主函数。

main.java

package ProcessScheduling; 
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;public class Main {public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {//输入数据File file = new File("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\codes\\in.txt");Scanner scanner = new Scanner(file);
//		Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入进程总数");Integer n = scanner.nextInt(); ArrayList<MyProcess> processList = new ArrayList<>();for(int i = 0;i<n;i++) {System.out.println("请输入"+(i+1)+"号进程的进程名、优先数、到达时间、需要运行时间(空格隔开):");String name = scanner.next();Integer priority = scanner.nextInt();Integer arrivalTime = scanner.nextInt();Integer needTime = scanner.nextInt();processList.add(new MyProcess(name,priority,arrivalTime,needTime));}
//		for(MyProcess i : processList) {
//			System.out.println(i);
//		}System.out.println("请输入调度算法:");n = scanner.nextInt(); if(n == 1) {FCFS fcfs = new FCFS(processList);fcfs.dispatch();}else if(n==2){HPF hpf = new HPF(processList);hpf.dispatch();}else if(n==3){RR rr = new RR(processList);rr.dispatch();}}
}MyProcess.java 
```css
package ProcessScheduling;public class MyProcess {//进程名、优先数、到达时间、需要运行时间、已用 CPU 时间、进程状态private String name;private int priority;private int arrivalTime;private int needTime;