C++轮转调度算法详解（手把手教你用C++实现操作系统中的RR调度）

这种机制确保了所有进程都能获得公平的CPU时间，避免了长作业独占CPU导致短作业“饥饿”的问题。

C++实现轮转调度的关键要素

要实现轮转调度，我们需要定义以下内容：

• 进程结构：包含进程ID、到达时间、所需总执行时间、剩余执行时间等。
• 时间片大小（time quantum）：每次允许进程运行的最大时间单位。
• 就绪队列：通常使用队列（queue）数据结构来管理待调度的进程。
• 模拟时钟：记录当前系统时间，用于判断进程何时到达或完成。

完整C++代码实现

下面是一个简洁但功能完整的轮转调度模拟器代码，适合初学者学习和修改：

#include <iostream>#include <queue>#include <vector>#include <algorithm>using namespace std;// 定义进程结构体struct Process {    int id;          // 进程ID    int arrival;     // 到达时间    int burst;       // 总执行时间    int remaining;   // 剩余执行时间        Process(int i, int a, int b) : id(i), arrival(a), burst(b), remaining(b) {}};void roundRobinScheduling(vector<Process>& processes, int timeQuantum) {    queue<Process> readyQueue;    int currentTime = 0;    int completed = 0;    int n = processes.size();        // 按到达时间排序    sort(processes.begin(), processes.end(), [](const Process& a, const Process& b) {        return a.arrival < b.arrival;    });        int index = 0;        cout << "\n执行顺序:\n";        while (completed < n) {        // 将当前时刻已到达的进程加入就绪队列        while (index < n && processes[index].arrival <= currentTime) {            readyQueue.push(processes[index]);            index++;        }                if (!readyQueue.empty()) {            Process current = readyQueue.front();            readyQueue.pop();                        int executeTime = min(timeQuantum, current.remaining);            current.remaining -= executeTime;            cout << "时间 [" << currentTime << " - " << currentTime + executeTime                  << "] 执行进程 P" << current.id << endl;                        currentTime += executeTime;                        // 如果进程未完成，重新入队            if (current.remaining > 0) {                readyQueue.push(current);            } else {                completed++;                cout << "  → 进程 P" << current.id << " 完成!\n";            }        } else {            // CPU空闲，跳到下一个进程到达时间            if (index < n) {                currentTime = processes[index].arrival;            }        }    }}int main() {    vector<Process> processes;        // 示例：添加几个进程 (ID, 到达时间, 执行时间)    processes.emplace_back(1, 0, 5);    processes.emplace_back(2, 1, 3);    processes.emplace_back(3, 2, 8);    processes.emplace_back(4, 3, 6);        int timeQuantum = 2; // 时间片设为2        cout << "=== C++轮转调度算法模拟 ===\n";    cout << "时间片: " << timeQuantum << "\n";        roundRobinScheduling(processes, timeQuantum);        return 0;}

代码说明

- 我们使用 std::queue 来模拟就绪队列，保证先进先出（FIFO）。

- 每次从队列取出一个进程，最多执行 timeQuantum 时间单位。

- 如果进程执行完毕（remaining == 0），则不再入队；否则放回队尾。

- 程序会自动处理进程到达时间和CPU空闲的情况。

总结

通过本教程，你已经掌握了如何用C++实现轮转调度算法。这是理解操作系统进程调度的重要一步。你可以尝试修改时间片大小、增加更多进程，甚至计算平均等待时间、周转时间等指标，进一步深化对操作系统进程调度的理解。

记住，C++轮转调度算法不仅是面试常考题，更是构建多任务系统的基础。希望这篇轮转法调度教程对你有所帮助！