[! danger] CPU 调度 $\neq$ 进程调度
见CPU-Scheduling, 进程调度只是一个层级的 CPU 调度。

进程调度

进程调度是调度器从就绪队列中选出下一个运行实体。它只完成“选谁”，并没有完成现场切换，也没有直接返回用户态。

一次完整的控制权交接依次经过：

Important

调度决策完成时仍在内核态。真正回到用户态的分界点，是分派完成后执行中断返回或陷入返回指令。

发生进程调度的时机

运行进程下处理机时，必须另选一个进程；新进程创建或被唤醒的进程进入就绪态时，是否发生调度取决于调度方式和优先级。

发生的事件	调度结果
正常退出或异常终止	必须选择其他就绪进程
请求 I/O、等待资源或事件而阻塞	必须选择其他就绪进程
时间片用完	抢占式系统通常把它放回就绪队列并重新选择
新进程创建完成，进入就绪态	抢占式系统可能立即改选更合适的进程
阻塞进程被唤醒，进入就绪态	抢占式系统可能立即改选更高优先级进程
中断或系统调用处理即将结束	内核在返回前检查是否需要重新调度。若被唤醒者优先级更高，抢占式调度才可能让当前进程让出 CPU。

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内核可以先记录需要调度，等到能够安全切换的位置再执行分派。

内核临界区和普通临界区不同

进程处于普通临界区时，不一定禁止处理机调度。比如进程正在使用打印机，打印机是慢速设备，如果一直不允许调度，CPU 可能长期空闲。

不能调度的是操作系统内核程序临界区。这类临界区访问的是内核管理数据，例如就绪队列、阻塞队列、PCB 链表。若这些结构还没维护完就切换，会让后续调度、唤醒、阻塞等操作读到不一致状态。

中断处理程序可以发现需要调度，但完整的进程切换通常要等到中断处理结束后的安全位置再执行。

进程调度方式按是否允许强行收回 CPU，可分为非抢占式和抢占式。

调度方式	也称	规则	优点	缺点	适用场景
非抢占式调度	非剥夺调度	只允许进程主动放弃 CPU	实现简单，系统开销小	不能及时处理紧急任务	早期批处理系统
抢占式调度	剥夺调度	更重要或更紧急的进程到达时，可以暂停当前进程	响应快，可实现时间片轮转和实时响应	切换开销更大，需要更复杂的保护机制	分时系统、实时系统

非抢占式系统中，运行进程阻塞或退出时才触发调度。抢占式系统中，每个时钟中断或若干个时钟中断都可能触发调度程序工作。

[! danger] 系统调用结束后不一定立即返回发起进程
发起系统调用的进程进入内核后，可能因为等待 I/O 而阻塞，也可能在系统调用完成时遇到更高优先级进程就绪。抢占式调度器可以选中其他进程，把原进程放入就绪队列。原进程以后再次获得 CPU 时，才从系统调用返回到自己的用户态代码。

调度器和分派器不是同一件事。

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调度器 scheduler 负责做选择：

分派器 dispatcher 负责把 CPU 真正交给被选中的进程：

可以这样区分：

进程切换主要完成两类动作：

这些数据包括程序计数器 PC、程序状态字 PSW、通用寄存器、栈指针等处理机现场信息。它们通常保存在 PCB 中。

一次典型切换可以按以下顺序理解：

进程切换有代价。调度和切换过于频繁时，系统会把大量时间花在保存、恢复现场和维护队列上，真正用于执行用户进程的时间反而减少。

当没有其他就绪进程时，调度程序会选择闲逛进程，即 idle process。

闲逛进程的特点：

闲逛进程的存在说明：CPU 在操作系统管理下通常总运行着一个进程。没有用户进程可运行时，就是 idle。