C语言轮转调度算法详解（手把手教你实现时间片轮转调度）

轮转调度的关键要素

• 时间片（Time Quantum）：每次分配给进程的CPU时间长度。
• 就绪队列（Ready Queue）：通常用循环队列或链表实现，用于存放等待执行的进程。
• 上下文切换（Context Switch）：当一个进程时间片用完，系统保存其状态并加载下一个进程的状态。

用C语言实现轮转调度

下面我们用C语言编写一个简单的轮转调度模拟程序。我们将使用结构体表示进程，用数组模拟就绪队列，并通过循环遍历实现时间片轮转。

1. 定义进程结构体

struct Process {    int pid;          // 进程ID    int burst_time;   // 所需CPU时间（总执行时间）    int remaining;    // 剩余执行时间};  

2. 轮转调度主函数

#include <stdio.h>#define MAX_PROCESSES 10struct Process {    int pid;    int burst_time;    int remaining;};void roundRobin(struct Process processes[], int n, int time_quantum) {    int total_time = 0;    int completed = 0;    printf("\n执行顺序:\n");    while (completed < n) {        for (int i = 0; i < n; i++) {            if (processes[i].remaining > 0) {                int execute_time = (processes[i].remaining > time_quantum)                                    ? time_quantum : processes[i].remaining;                processes[i].remaining -= execute_time;                total_time += execute_time;                printf("时间 %d - %d: 执行进程 P%d\n",                        total_time - execute_time, total_time, processes[i].pid);                if (processes[i].remaining == 0) {                    completed++;                    printf("  → 进程 P%d 完成!\n", processes[i].pid);                }            }        }    }    printf("\n所有进程执行完毕，总耗时: %d\n", total_time);}int main() {    struct Process processes[] = {        {1, 10, 10},        {2, 5, 5},        {3, 8, 8}    };    int n = 3;    int time_quantum = 3;    printf("C语言轮转调度算法演示\n");    printf("时间片 = %d\n", time_quantum);    roundRobin(processes, n, time_quantum);    return 0;}  

代码说明

上述代码实现了基本的C语言进程调度逻辑：

• 每个进程有唯一的 pid、总执行时间 burst_time 和剩余时间 remaining。
• 主循环不断遍历所有进程，只要还有剩余时间，就分配一个时间片执行。
• 当某个进程的 remaining 变为0，表示该进程完成。

运行结果示例

C语言轮转调度算法演示时间片 = 3执行顺序:时间 0 - 3: 执行进程 P1时间 3 - 6: 执行进程 P2时间 6 - 9: 执行进程 P3时间 9 - 12: 执行进程 P1时间 12 - 14: 执行进程 P2  → 进程 P2 完成!时间 14 - 17: 执行进程 P3时间 17 - 20: 执行进程 P1时间 20 - 22: 执行进程 P3  → 进程 P3 完成!时间 22 - 24: 执行进程 P1  → 进程 P1 完成!所有进程执行完毕，总耗时: 24  

总结

通过本教程，你已经掌握了操作系统调度算法中最基础也最重要的轮转调度方法。它简单、公平，适用于交互式系统。虽然真实操作系统中的调度器更复杂（会考虑优先级、I/O等待等因素），但轮转调度是理解高级调度机制的基石。

建议你动手修改时间片大小、增加更多进程，观察执行顺序的变化，加深对时间片轮转调度的理解。掌握这项技能，不仅有助于学习操作系统原理，也为后续学习并发编程打下坚实基础！