短进程优先的调度算法详解

一、SPF算法简介

SJF算法

• SJF(shortest job first)是以进程的运行时间长度作为优先级，进程运行时间越短，优先级越高。

SJF算法的缺点

• 必须预知进程的运行时间。即使是程序员也很难准确估计进程运行时间。如果估计过低，系统就可能按估计的时间终止进程的运行，但此时进程并未完成，故一般都会偏长估计

• 对长进程不利。长进程的周转时间会明显地增长。可怕的是，SJF算法完全忽视进程等待时间，可能使进程等待时间过长，出现饥饿现象。

• 人机无法实现交互。

• 完全未考虑进程的紧迫程度。不能保证紧迫性进程得到及时处理。

二、算法流程图

 我做的流程图：http://www.processon.com/diagraming/5835692de4b086d1e79f81af

三、源代码

1. 变量声明与结构体定义

 1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4  5 /* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */ 6  7  8 struct pcb{ 9     char name[10];    //进程名 10     int arrival_time; //进程到达时间() 11     int start_time;   //进程开始时间 12     int need_time;      //进程运行所需时间 13     int finish_time;  //运行结束时间 14     struct pcb * link;   //链接下一个pcb的指针 15 };16 17 18 int num = 0;     //输入的进程数 19 typedef struct pcb PCB;    //定义结构体变量 20 /*21 结构体指针p指向 每新建的一个进程22 ready指针指向链表的第一个pcb 
23 finish指针指向完成队列的第一个pcb结构体 
24 */25 struct pcb *p = NULL, *ready = NULL, *finish = NULL;

2. 输入函数

 1 //用来测试链表建立，输入链表结构体数据  2 void print_test(){ 3     int i; 4     struct pcb * test = ready; 5     for(i=0;i<num;i++){ 6         printf("\n进程号:%d,进程名:%s,进程到达时间:%d,进程完成时间:%d", 7                 i,test->name,test->arrival_time,test->need_time); 8         if(NULL != test->link){ 9             test = test->link;10         }11         else{12             printf("\ntest_link end\n");13         }14         15     }16 }17 18 19 20 //输入函数，建立链表 21 void input(){22     int i;23     struct pcb * q;   //定义结构体变量 24     printf("请输入进程数:");25     scanf("%d", &num);26     for(i=0; i<num; i++){27         printf("\n进程号 NO.%d:", i);28         p = (struct pcb*)malloc(sizeof(struct pcb));29         printf("\n输入进程名:");30         scanf("%s", p->name);31         printf("\n请输入进程到达时间:");32         scanf("%d", &p->arrival_time);33         printf("\n请输入进程运行时间:");34         scanf("%d", &p->need_time);35         36         p->link = NULL;37         //建立链表38         if(NULL == ready){   //建立第一个结构体，使指针p,q指向它 39             ready = p;40             q = ready;41         } 
42         else{      //链表建立 43             q->link = p;44             q = p;    
45         }46         printf("input success");47     }48     print_test();   //测试链表是否建立 49 }

3.  所有进程结束后，输出所有进程信息

1 //输出当前运行进程相关数据或者打印暂无进程运行 2 void output(struct pcb * p, int now_time){3     if(NULL == p){4         printf("当前时刻:%d, 暂无进程在运行!\n", now_time);5     }6     else{7         printf("进程名:%s,到达时间:%d,运行需要时间:%d\n",p->name,p->arrival_time,p->need_time);8     }9 }

4.  找出运行时间最短的进程

 1 //sjf  shortest job first最短作业优先  2 struct pcb * SJF(int now_time, int * after){ 3     int min_time = 0;   //最短时间，即优先运行的进程的时间  4     struct pcb * now_progress = NULL, *p = ready; 5     //遍历链表，查找出运行时间最短的进程  6     if (NULL != ready){ 7         while(NULL != p){ 8             if(now_time >= p->arrival_time){   //若进程已经到达，注意：时间单位为1  9                 /*10                 min_time = p->need_time;      //是错误的 
11                 now_progress = p;12                 if(p->need_time < min_time){13                     min_time = p->need_time;14                     now_progress = p;15                 } */16                 if(0 == min_time){  //给最短时间赋初值17                     now_progress = p;18                     min_time = p->need_time;                    
19                 }20                 else{21                     if(p->need_time < min_time){22                         now_progress = p;23                         min_time = p->need_time;24                     }25                 }26             }27             p = p->link;28         }29     }30     *after = min_time + now_time;31     printf("\nSJF:a shortest progress running!\n");32     return now_progress;   //返回指向正在运行进程的指针 33 }

4. 进程执行完毕

 1 //将已经运行完成的进程添加到finish队列，并且进程数减一  2 void destory(struct pcb * p, int now_time){ 3     printf("destory start!\n"); 
 4     struct pcb * q = ready; 5     struct pcb * f = NULL;   //用于finish链表的添加  6  7      8     if(strcmp(p->name, ready->name) == 0){  //若第一个进程完成  9         ready = ready->link;10     }11     //若中间或最后一个进程完成 12     else{13         q = ready;14         while((strcmp(q->link->name,p->name) != 0) && NULL != q->link){15             q = q->link;16         }17         q->link = p->link;18     }19     20      p->finish_time = now_time;    //结束时间21      p->start_time =  now_time - p->need_time;  //开始时间 
22      23     //将已经运行的进程添加到finish队列24     if(NULL == finish){25         finish = p;    //finish指向完成链表的表头 26         p->link = NULL;27     }28     else{29         f = finish;30         while(NULL != f->link){31             f = f->link;32         }33         f->link = p;34         p->link = NULL;35     }36     37     num--;   //进程数减一 38     printf("\ndestory success!\n");39 }

5. 主函数

 1 int main(int argc, char *argv[]) { 2      3      4     input();  //调用输入函数  5      6     int now_time = 0;    //初始时间为0  7     int after = 0;        //执行完一个进程后的时间:优先运行进程的运行时间+当前时间  8     struct pcb * now_progress = NULL;    //now_progress指向正在运行的进程(结构体)  9     struct pcb *m = NULL;10     11     while(num > 0){    //进程数大于0,每次循环num会减一 12         printf("start SJF");13         now_progress = SJF(now_time, &after);  //调用SJF函数，遍历链表 14 15         16         if(NULL != now_progress){17             /*进程执行，每循环一次，当前时间加一18               同时要判断当前时间是否有进程刚好到达正在在等待 */19             for(;now_time < after; now_time++){20                 printf("\n当前时刻:%d", now_time);21                 printf("\n-----------当前执行进程------------\n");22                 output(now_progress, now_time);     //调用output函数 23                 printf("\n-----------等待执行进程------------\n");24                 25                 m = ready;26                 while(NULL != m){   //循环，若当前时间有进程到达，打印相关信息 27                     if(m != now_progress){28                         if(m->arrival_time <= now_time){29                             output(m, now_time);30                             printf("\na new progress arrival\n");31                         }32                     }33                     m = m->link;34                 }35             }36             //进程执行完后调用destory函数 37             destory(now_progress, now_time);38 39         }40         else{   //没有进程在运行 41             output(now_progress, now_time);42             now_time++;43         }44         45     }46     output_all();47     return 0;48     49 }

 我写得这么清楚，加上我画的流程图，相信你可以懂的~~

四、测试

五、坑

原本这个函数我是这样写的，但发现运行结果不对~

 按上面代码的运行结果：

按理说，a进程执行后不应该是e进程执行，应该是运行时间最短的d进程执行。同理之后是b, e, c;

我又回去看前面的代码，改正如下：

运行结果：

六、总结知识点

1. p = (struct pcb*)malloc(sizeof(struct pcb))与p = (struct pcb*)malloc(sizeof(PCB))相同, PCB是结构体struct pcb的一个结构体变量。

2. 在使用字符串处理函数(puts,gets,strcat,strcpy,strcmp,strlen,strlwr)时，应当在程序文件的开头用#include<string.h>，把"string.h"文件包含到本文件中。

3. malloc函数。比如：malloc(100) 开辟100字节的临时分配域，函数值为其第1个字节的地址。只提供一个地址。若函数不能成功执行(比如内存不足)，则返回空指针。(int*)malloc(sizeof(int)) 将申请得到的空间地址转换成了int类型空间地址最后就可以赋值给指向int型空间的p指针了。