进程调度的时机、切换与进程调度方式
进程调度的时机
进程调度（低级调度），就是按照某种算法从就绪队列中选择一个进程为其分配处理机
需要进行进程调度与切换的情况
- 当前运行的进程主动放弃处理机
- 进程正常终止
- 运行过程中发生异常而终止
- 进程主动请求阻塞（如等待I/O）
- 当前运行的进程被动放弃处理机
- 分给进程的时间片用完
- 有更紧急的事需要处理（如I/O中断）
- 有更高优先级的进程进入就绪队列
不能进行进程调度与切换的情况
- 在处理中断的过程中，中断处理过程复杂，与硬件密切相关，很难做到在中断处理过程中进行进程切换
- 进程在操作系统内核程序临界区中
- 在原子操作过程中（原语），原子操作不可中断，要一气呵成（如修改PCB中进程状态标志，并把PCB放到相应队列）
进程在操作系统内核程序临界区中不能进行调度与切换✅
进程处于临界区时不能进行处理机调度❌
临界资源：一个时间段内只允许一个进程使用的资源，各进程需要互斥的访问临界资源
临界区：访问临界资源的那段代码
内核程序临界区一般是用来访问某种内核数据结构的，比如进程的就绪队列（由各就绪进程的PCB组成）
假设就绪队列被上锁，进程还没有退出就绪队列（还没解锁）就进行进程调度，但是进程调度相关的程序也需要访问就绪队列，但此时就绪队列被锁住了，因此又无法顺利进行进程调度
内核程序临界区访问的临界资源如果不尽快释放的话，极有可能影响到操作系统内核的其他管理工作，因此在访问内核程序临界区期间不能进行调度与切换
有的系统中，只允许进程主动放弃处理机
有的系统中，进程可以主动放弃处理机，当有更紧急的任务需要处理时，也会强行剥夺处理机（被动放弃）
进程调度的方式
- 非剥夺调度方式，又称非抢占方式，即只允许进程主动放弃处理机，在运行过程中即便有更紧迫的任务到达，当前进程依然会继续使用处理机，直到该进程终止或主动要求进入阻塞态
- 实现简单，系统开销小但是无法及时处理紧急任务，适合于早期的批处理系统
- 剥夺调度方式，又称抢占方式，可由操作系统剥夺当前进程的CPU使用权，当一个进程正在处理机上执行时，如果有一个更重要或更紧急的进程需要使用处理机，则立即暂停正在执行的进程，将处理机分配给更重要紧迫的那个进程
- 可以优先处理更紧急的进程，也可实现让各进程按时间片轮流执行的功能（通过时钟中断），适合于分时操作系统、实时操作系统
进程的切换与过程
“狭义的进程调度”：从就绪队列中选中一个要运行的进程（这个进程可以是刚刚被暂停执行的进程，也可能是另一个进程，后一种情况就需要进程切换）
进程切换：一个进程让出处理机，由另一个进程占用处理机的过程
“广义的进程调度”：包含了选择一个进程和进程切换两个步骤
进程切换的过程主要完成了：
- 对原来运行进程各种数据的保存
- 对新的进程各种数据的恢复（如程序计数器、程序状态字、各种数据寄存器等处理机现场信息，这些信息一般保存在进程控制块）
注意：进程切换、调度是有代价的，因此如果过于频繁的进行进程调度、切换，必然会使整个系统的效率降低，使系统大部分时间都花在了进程切换上，而真正用于执行进程的时间减少，并不是调度越频繁，并发度就越高