记一次C语言课堂实验：实现进程调度及三态转换，基于LinuxGCC

代码编写

// Author: Elin.Liu
// Date: 2022-11-01 10:37:20
// Last Modified by:   Elin.Liu
// Last Modified time: 2022-11-01 10:37:20#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>#define ready 0
#define running 1
#define blocking 2
#define nProcess 5
#define done 3/*初始化总线进程时间*/
int busTime = 0;struct Process
{int ID;          /*进程标识数ID*/int ARRIVE_TIME; /*进程到达时间*/int PRIORITY;    /*进程优先数PRIORITY*/int CPU_TIME;    /*进程已经占用CPU时间CPU_TIME*/int ALL_TIME;    /*进程总共需要占用CPU时间ALL_TIME*/int START_BLOCK; /*进程开始阻塞时间START_BLOCK*/int BLOCK_TIME;  /*进程阻塞时间BLOCK_TIME*/int STATE;       /*进程状态STATE*/int NEXT;        /*进程下一个状态NEXT*/
};void createProcess(int n, struct Process *p)
{int i;for (i = 0; i < n; i++){p[i].ID = i;                       /*初始化ID为序列化ID*/p[i].ARRIVE_TIME = rand() % 100;   /*初始化到达时间为0-100随机数*/p[i].PRIORITY = rand() % 10;       /*初始化优先数为0-9的随机数*/p[i].CPU_TIME = 0;                 /*初始化CPU时间为0*/p[i].ALL_TIME = rand() % 10 + 1;   /*初始化总共需要占用CPU时间为1-10的随机数*/p[i].START_BLOCK = rand() % 10;    /*初始化开始阻塞时间为0-9的随机数*/p[i].BLOCK_TIME = rand() % 10 + 1; /*初始化阻塞时间为1-10的随机数*/p[i].STATE = ready;                /*初始化状态为就绪态*/p[i].NEXT = i + 1;                 /*初始化下一个状态为下一个进程*/}
}/*定义进程处理函数*/
void scheduling(int id, struct Process *p)
{int i;/*获取当前进程的CPU时间*/int cpuTime = p[id].CPU_TIME;/*获取当前进程的总共需要占用CPU时间*/int allTime = p[id].ALL_TIME;/*获取当前进程的开始阻塞时间*/int startBlock = p[id].START_BLOCK;/*开始执行该进程*/printf("进程%d开始执行!\n", id);for (i = p[id].CPU_TIME; i < allTime; i++){/*总时间开始进行推移*/busTime++;/*在进程生命周期内增加CPU时间*/p[id].CPU_TIME++;/*如果当前进程的CPU时间节点到了阻塞时间点*/if (p[id].CPU_TIME == startBlock && p[id].ALL_TIME != startBlock){/*则将进程的状态转换为阻塞状态*/p[id].STATE = blocking;printf("进程%d已被阻塞!\n", id);break;}}if (p[id].CPU_TIME == p[id].ALL_TIME){p[id].STATE = done;printf("进程%d已经完成!\n", id);}
}/*定义进程转换函数*/
void block2ready(int id, struct Process *p)
{/*如果当前的进程状态为阻塞状态，且CPU时间已经到了可释放的时间*/if (busTime >= 0 + p[id].START_BLOCK + p[id].BLOCK_TIME && p[id].STATE == blocking){p[id].STATE = ready;printf("进程%d已被释放！\n", id);}else{printf("无法解锁当前进程：%d!\n", id);}
}/*初始化先来先服务排序*/
void FCFS(struct Process *p, struct Process *FCFCP)
{int i, j;for (i = 0; i < nProcess; i++){for (j = 0; j < nProcess; j++){if (p[i].ARRIVE_TIME < p[j].ARRIVE_TIME){FCFCP[i] = p[j];}}}
}/*初始化短作业优先排序*/
void SJF(struct Process *p, struct Process *SJFP)
{int i, j;for (i = 0; i < nProcess; i++){for (j = 0; j < nProcess; j++){if (p[i].ALL_TIME < p[j].ALL_TIME){SJFP[i] = p[j];}}}
}/*初始化优先级排序*/
void PRIORITY_FIRST(struct Process *p, struct Process *PRIORITYP)
{int i, j;for (i = 0; i < nProcess; i++){for (j = 0; j < nProcess; j++){if (p[i].PRIORITY < p[j].PRIORITY){PRIORITYP[i] = p[j];}}}
}/*定义运行函数*/
void runningFunc(struct Process *p)
{/*调用执行函数*/for (int i = 0; i <= nProcess; i++){/*如果当前的进程状态为就绪状态*/if (p[i].STATE == ready){/*则调度当前进程*/scheduling(i, p);}}/*再检索一遍当前的进程列表*/for (int i = 0; i <= nProcess; i++){/*如果当前的进程状态为阻塞状态*/if (p[i].STATE == blocking){/*则解锁当前进程*/block2ready(i, p);}}/*最后检索一遍进程列表，以执行最后未完成的进程*/for (int i = 0; i <= nProcess; i++){if (p[i].STATE == ready){scheduling(i, p);}}
}void main(void)
{/*初始化随机种子*/srand((unsigned)time(NULL));/*初始化进程*/struct Process *process = (struct Process *)malloc(sizeof(struct Process) * nProcess);/*创建进程*/createProcess(nProcess, process);/*使用先来先服务重新排序*/struct Process *FCFSProcess = (struct Process *)malloc(sizeof(struct Process) * nProcess);FCFS(process, FCFSProcess);/*使用短作业优先重新排序*/struct Process *SJFProcess = (struct Process *)malloc(sizeof(struct Process) * nProcess);SJF(process, SJFProcess);/*使用优先级重新排序*/struct Process *PRIORITYProcess = (struct Process *)malloc(sizeof(struct Process) * nProcess);PRIORITY_FIRST(process, PRIORITYProcess);/*释放原始进程内存*/free(process);/*按照先来先服务执行进程*/printf("将以先来先服务原则执行进程！\n");runningFunc(FCFSProcess);for (int i = 0; i <= 10; i++){printf("-");}printf("\n");/*释放先来先服务内存*/free(FCFSProcess);/*将总线时间置0*/busTime = 0;/*按照短作业优先执行进程*/printf("将以短作业优先原则执行进程！\n");runningFunc(SJFProcess);for (int i = 0; i <= 10; i++){printf("-");}printf("\n");/*释放短作业优先内存*/free(SJFProcess);/*将总线时间置0*/busTime = 0;/*按照优先级执行进程*/printf("将以优先级原则执行进程！\n");runningFunc(PRIORITYProcess);for (int i = 0; i <= 10; i++){printf("-");}printf("\n");/*释放优先级内存*/free(PRIORITYProcess);/*将总线时间置0*/busTime = 0;printf("所有进程作业全部完成！\n");
}

运行结果

将以先来先服务原则执行进程！
进程0开始执行!
进程0已被阻塞!
进程1开始执行!
进程1已被阻塞!
进程2开始执行!
进程2已被阻塞!
进程3开始执行!
进程3已经完成!
进程4开始执行!
进程4已经完成!
进程0已被释放！
进程1已被释放！
进程2已被释放！
进程0开始执行!
进程0已经完成!
进程1开始执行!
进程1已经完成!
进程2开始执行!
进程2已经完成!
-----------
将以短作业优先原则执行进程！
进程0开始执行!
进程0已被阻塞!
进程1开始执行!
进程1已被阻塞!
进程2开始执行!
进程2已被阻塞!
进程3开始执行!
进程3已被阻塞!
进程4开始执行!
进程4已经完成!
进程0已被释放！
进程1已被释放！
进程2已被释放！
进程3已被释放！
进程0开始执行!
进程0已经完成!
进程1开始执行!
进程1已经完成!
进程2开始执行!
进程2已经完成!
进程3开始执行!
进程3已经完成!
-----------
将以优先级原则执行进程！
进程0开始执行!
进程0已经完成!
进程1开始执行!
进程1已经完成!
进程2开始执行!
进程2已被阻塞!
进程3开始执行!
进程3已经完成!
进程4开始执行!
进程4已经完成!
进程2已被释放！
进程2开始执行!
进程2已经完成!
-----------
所有进程作业全部完成！

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