時(shí)間片輪轉(zhuǎn)（Round - Robin，RR）調(diào)度算法是一種常用于分時(shí)系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度算法，以下是它的詳細(xì)介紹：

算法原理

• 將所有就緒進(jìn)程按到達(dá)時(shí)間先后順序排成一個(gè)隊(duì)列，每個(gè)進(jìn)程輪流執(zhí)行一個(gè)時(shí)間片。時(shí)間片是一個(gè)固定的時(shí)間單位，例如100毫秒或1秒等。
• 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程的時(shí)間片用完后，無(wú)論該進(jìn)程是否執(zhí)行完畢，系統(tǒng)都會(huì)暫停該進(jìn)程的執(zhí)行，將其放到就緒隊(duì)列的末尾，然后把CPU分配給就緒隊(duì)列中的下一個(gè)進(jìn)程。
• 如此循環(huán)往復(fù)，保證每個(gè)進(jìn)程都能在一定時(shí)間內(nèi)獲得CPU資源，實(shí)現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行，讓用戶感覺(jué)多個(gè)進(jìn)程在同時(shí)運(yùn)行。

算法示例

假設(shè)有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3，它們同時(shí)到達(dá)就緒隊(duì)列，時(shí)間片設(shè)定為2個(gè)時(shí)間單位。進(jìn)程的執(zhí)行情況如下：

• 首先P1執(zhí)行2個(gè)時(shí)間單位，若P1未執(zhí)行完，則將P1放到就緒隊(duì)列末尾。
• 接著P2執(zhí)行2個(gè)時(shí)間單位，同樣，若P2未執(zhí)行完，也將其放到就緒隊(duì)列末尾。
• 然后P3執(zhí)行2個(gè)時(shí)間單位，之后回到P1繼續(xù)執(zhí)行，直到所有進(jìn)程都執(zhí)行完畢。

算法優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)
  • 公平性：每個(gè)進(jìn)程都有機(jī)會(huì)在一定時(shí)間間隔內(nèi)獲得CPU資源，按照時(shí)間片輪流執(zhí)行，對(duì)所有進(jìn)程一視同仁，保證了公平性。
  • 響應(yīng)性好：特別適用于交互式系統(tǒng)，能快速響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程都能在較短時(shí)間內(nèi)得到處理，用戶可以及時(shí)看到系統(tǒng)對(duì)自己操作的反饋。
• 缺點(diǎn)
  • 上下文切換開(kāi)銷：由于頻繁地進(jìn)行進(jìn)程切換，每次切換都需要保存當(dāng)前進(jìn)程的上下文并恢復(fù)下一個(gè)進(jìn)程的上下文，這會(huì)帶來(lái)一定的系統(tǒng)開(kāi)銷。如果時(shí)間片設(shè)置得過(guò)小，上下文切換的開(kāi)銷可能會(huì)占據(jù)相當(dāng)一部分CPU時(shí)間，從而降低系統(tǒng)效率。
  • 難以確定合適的時(shí)間片：時(shí)間片的大小對(duì)系統(tǒng)性能有較大影響。如果時(shí)間片過(guò)大，RR算法可能會(huì)退化為FCFS算法，無(wú)法及時(shí)響應(yīng)其他進(jìn)程；如果時(shí)間片過(guò)小，又會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的上下文切換，增加系統(tǒng)開(kāi)銷。

適用場(chǎng)景

• 主要適用于分時(shí)系統(tǒng)和交互式系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，用戶希望能夠及時(shí)得到系統(tǒng)的響應(yīng)，RR算法能夠滿足多個(gè)用戶同時(shí)使用系統(tǒng)的需求，讓每個(gè)用戶都能感受到系統(tǒng)的即時(shí)響應(yīng)，提高用戶體驗(yàn)。例如，在多個(gè)用戶同時(shí)登錄的服務(wù)器系統(tǒng)中，為每個(gè)用戶進(jìn)程分配時(shí)間片，使得每個(gè)用戶的操作都能得到及時(shí)處理。