05 - 进程调度：谁先用 CPU

上一章说到，CPU 会在多个任务之间快速切换。那问题来了：时间片到了，下一个该轮到谁？ 负责做这个决定的，是操作系统里的调度器（Scheduler）。它用的规则，就叫调度算法。

这章不背算法名词，只讲清楚「调度到底在权衡什么」。

调度器要摆平的矛盾

想象你是医院的分诊台，同时来了一堆病人（任务）：

• 有的很急（正在等你输入的交互程序，慢一秒你就骂卡）；
• 有的很耗时（后台压缩一个大文件，要跑好几分钟）；
• 有的很短（一个小脚本，几毫秒就完事）。

你不可能让所有人都满意。调度器要在几个目标之间权衡：

• 响应快：让人机交互的任务尽快得到反应（别让用户觉得卡）。
• 吞吐高：单位时间内干完的活尽量多。
• 公平：别让某个任务饿死（永远排不上队）。

这几个目标常常互相打架，所以没有「完美」的调度算法，只有「适合场景」的。

几种最基本的思路（理解即可）

1. 先来先服务（FCFS） 排队，谁先来谁先用，用完为止。

• 优点：公平、简单。
• 缺点：万一排在最前面的是个「跑 10 分钟」的大任务，后面一堆「几毫秒」的小任务全被堵死。（银行里前面一个人办复杂业务，后面急着交个话费的全得干等。）

2. 短任务优先（SJF） 让预计耗时最短的先跑。

• 优点：整体等待时间最短，效率高。
• 缺点：得预知任务要跑多久（现实中很难）；而且大任务可能永远被小任务插队，饿死。

3. 时间片轮转（Round Robin） 就是上一章讲的：每人给一个固定时间片，轮流来，用完没干完就排到队尾。

• 优点：公平，响应快，没人被饿死。
• 缺点：时间片大小不好定——太大就退化成「先来先服务」，太小又切换太频繁浪费在交接上。

4. 优先级调度 给任务分等级，高优先级的先跑。

• 键盘、鼠标这类交互任务给高优先级（保证不卡）；后台任务给低优先级。
• 缺点：低优先级任务可能一直被高优先级插队饿死。（解决办法：让等太久的任务优先级慢慢升高，这叫「老化」。）

真实系统怎么做

现实中的操作系统（如 Linux）用的是综合的、动态调整的策略：把任务分成不同优先级，交互型任务优先级高、响应快，计算型任务优先级低但保证能跑；还会根据任务的实际表现动态调整。你不用记具体算法名字，记住这句就够：

调度的本质，是在「响应快、效率高、公平不饿死」之间做权衡，并根据任务类型区别对待。

小结

• 调度器决定时间片到了之后 CPU 交给谁，用的规则叫调度算法。
• 调度要在三个常常打架的目标间权衡：响应快、吞吐高、公平。
• 基本思路：先来先服务（简单但会堵）、短任务优先（高效但会饿死大任务）、时间片轮转（公平、响应好）、优先级调度（区别对待，但要防饿死）。
• 真实系统用的是「分优先级 + 动态调整」的综合策略，核心是区别对待不同类型的任务。

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