时间片轮转（Round - Robin，RR）

时间片轮转（Round - Robin，RR）调度算法是一种常用于分时系统的进程调度算法，以下是它的详细介绍：

算法原理

• 将所有就绪进程按到达时间先后顺序排成一个队列，每个进程轮流执行一个时间片。时间片是一个固定的时间单位，例如100毫秒或1秒等。
• 当一个进程的时间片用完后，无论该进程是否执行完毕，系统都会暂停该进程的执行，将其放到就绪队列的末尾，然后把CPU分配给就绪队列中的下一个进程。
• 如此循环往复，保证每个进程都能在一定时间内获得CPU资源，实现多个进程的并发执行，让用户感觉多个进程在同时运行。

算法示例

假设有三个进程P1、P2、P3，它们同时到达就绪队列，时间片设定为2个时间单位。进程的执行情况如下：

• 首先P1执行2个时间单位，若P1未执行完，则将P1放到就绪队列末尾。
• 接着P2执行2个时间单位，同样，若P2未执行完，也将其放到就绪队列末尾。
• 然后P3执行2个时间单位，之后回到P1继续执行，直到所有进程都执行完毕。

算法优缺点

• 优点
  • 公平性：每个进程都有机会在一定时间间隔内获得CPU资源，按照时间片轮流执行，对所有进程一视同仁，保证了公平性。
  • 响应性好：特别适用于交互式系统，能快速响应用户的请求。因为每个进程都能在较短时间内得到处理，用户可以及时看到系统对自己操作的反馈。
• 缺点
  • 上下文切换开销：由于频繁地进行进程切换，每次切换都需要保存当前进程的上下文并恢复下一个进程的上下文，这会带来一定的系统开销。如果时间片设置得过小，上下文切换的开销可能会占据相当一部分CPU时间，从而降低系统效率。
  • 难以确定合适的时间片：时间片的大小对系统性能有较大影响。如果时间片过大，RR算法可能会退化为FCFS算法，无法及时响应其他进程；如果时间片过小，又会导致过多的上下文切换，增加系统开销。

适用场景

• 主要适用于分时系统和交互式系统。在这些系统中，用户希望能够及时得到系统的响应，RR算法能够满足多个用户同时使用系统的需求，让每个用户都能感受到系统的即时响应，提高用户体验。例如，在多个用户同时登录的服务器系统中，为每个用户进程分配时间片，使得每个用户的操作都能得到及时处理。