处理机调度算法

import java.util.*;

class JCB {
    String name;// 进程名
    int arriveTime;// 到达时间
    int serveTime;// 服务时间
    int beginTime;// 开始时间
    int finishTime;// 结束时间
    int roundTime;// 周转时间
    double aveRoundTime;// 带权周转时间
    double clock = 0;// 在时间轮转调度算法中，记录该进程真实服务时间已经用时的时长
    int waitTime;// 记录每个进程到达后的等待时间，只用于最高响应比优先调度算法中
    boolean firstTimeTag = false;// 在RR算法中标识开始时间是否第一次计算


    public JCB(String name, int arriveTime, int serveTime, double waitTime) {

        this.name = name;
        this.arriveTime = arriveTime;
        this.serveTime = serveTime;
        this.waitTime = 0;
    }

    public String toString() {
        String info = new String("进程名：P" + this.name);
        return info;
    }

}

class processMenu {

    ArrayList<JCB> jcb;// 存放所有进程
    LinkedList<JCB> link;// 存放已经进入队列的进程
    ArrayList<JCB> new_jcb;// 存放按指定调度算法排序后的进程
    JCB nowProess;// 当前应执行进程

    public void init() {// 初始化
        jcb = new ArrayList<JCB>();
        link = new LinkedList<JCB>();
        new_jcb = new ArrayList<JCB>();
        JCB p1 = new JCB("1", 0, 4, 3);
        JCB p2 = new JCB("2", 1, 3, 2);
        JCB p3 = new JCB("3", 2, 5, 3);
        JCB p4 = new JCB("4", 3, 2, 1);
        JCB p5 = new JCB("5", 4, 4, 5);
        jcb.add(p1);
        jcb.add(p2);
        jcb.add(p3);
        jcb.add(p4);
        jcb.add(p5);
        // 先将jcb排序，便于下面的算法实现，就不需要再定义一个标识进程是否已到达的boolean,即无需每次都从头开始扫描jcb容器，
        // 而是用一个K记录下当前已经扫描到的位置，一次遍历即可，提高了算法效率。
        Collections.sort(jcb, new compareAt_St());
    }

    public void FCFS() {// 先来先服务算法
        ProcessQueue pq = new ProcessQueue();// 调用内部类
        pq.EnqueueLast();// 让最先到达的进程先入队
        System.out.println("*****************************************************");
        while (!link.isEmpty()) {// while(new_jcb.size()!=jcb.size())
            pq.DisplayQueue();// 打印当前队列中的进程
            pq.Dequeue();// 出队，一次一个
            pq.EnqueueLast();// 已到达的进程入队
        }
    }

    public void SJF() {// 短作业优先算法
        ProcessQueue pq = new ProcessQueue();
        pq.EnqueueLast();
        System.out.println("*****************************************************");
        while (!link.isEmpty()) {
            pq.DisplayQueue();// 打印当前队列中的进程
            pq.Dequeue();// 出队，一次一个
            pq.EnqueueLast();// 已到达的进程入队
            Collections.sort(link, new compareSt());// 队列中的进程还需按服务时间长度进行排序
        }
    }

    public void HRRN() {// 最高响应比优先调度算法
        ProcessQueue pq = new ProcessQueue();
        pq.EnqueueLast();
        System.out.println("*****************************************************");
        while (!link.isEmpty()) {
            pq.DisplayQueue();// 打印当前队列中的进程
            pq.Dequeue();// 出队，一次一个
            pq.EnqueueLast();// 已到达的进程入队
            Collections.sort(link, new comparePriority());// 队列中的进程还需按响应比进行排序
        }
    }

    class ProcessQueue {
        int k = 0;// jcb中的进程遍历时的下标
        int nowTime = 0;// 当前时间
        double sliceTime;// 轮转调度时间片
        int i = 0;// 记录当前出入队列的次数

        public void EnqueueLast() {// 进程首次入队，可一次进多个,从队尾进入
            while (k < jcb.size()) {// 当遍历完jcb中的所有进程时结束
                if (jcb.get(k).arriveTime <= nowTime) {// 已经到达的进程按到达时间先后进入队列
                    link.addLast(jcb.get(k));
                    k++;
                } else {
                    break;// 如果该进程还未入队，即先结束遍历，保留当前下标k值，注意：此处不要k--；
                }
            }
        }

        public void EnqueueFirst() {// 进程首次入队，可一次进多个,从队首进入
            while (k < jcb.size()) {// 当遍历完jcb中的所有进程时结束
                if (jcb.get(k).arriveTime <= nowTime) {// 已经到达的进程按到达时间先后进入队列
                    link.addFirst(jcb.get(k));
                    k++;
                } else {
                    break;// 如果该进程还未入队，即先结束遍历，保留当前下标k值，注意：此处不要k--；
                }
            }
        }

        public void Dequeue() {// 进程出队，一次只出一个
            nowProess = link.removeFirst();// 移除队列的队首元素并且返回该对象元素
            nowProess.beginTime = nowTime;// 计算开始时间，即为上一个进程的结束时间
            nowProess.finishTime = nowProess.beginTime + nowProess.serveTime;// 计算结束时间，该进程开始时间+服务时间
            nowProess.roundTime = nowProess.finishTime - nowProess.arriveTime;// 计算周转时间
            nowProess.aveRoundTime = (double) nowProess.roundTime / nowProess.serveTime;// 计算平均周转时间
            nowTime = nowProess.finishTime;// 获得结束时间，即当前时间，方便判断剩下的进程是否已到达
            new_jcb.add(nowProess);// 经处理过数据后加入new_jcb容器
            for (int i = 0; i < link.size(); ++i) {
                link.get(i).waitTime++;// 所有进入等待队列的进程等待时间+1,此处只为最高响应比算法所用
            }
        }

        public void Dequeue(double sliceTime) {// 重载Dequeue方法，实现轮转调度算法的出队
            nowProess = link.removeFirst();// 移除队列的队首元素并且返回该对象元素
            if (nowProess.firstTimeTag == false) {
                /*
                 * 轮转调度进程可能会多次反复进出队列，不像FCFS和SJF的进程只会进出一次，所以计算开始时间可以设个标志位，让每个进程在
                 * 第一次执行时记录一遍即可
                 */
                nowProess.beginTime = nowTime;// 进程开始执行的时间
                nowProess.firstTimeTag = true;// 计算第一次即可，下次无需更新计算
            }
            nowTime += sliceTime;// 每次出队，用时一个时间片，更新当前时间
            nowProess.clock += sliceTime;// 更新当前出队列的进程已服务时间
            if (nowProess.clock >= nowProess.serveTime) {
                nowProess.finishTime = nowTime;// 计算该进程完成时间
                nowProess.roundTime = nowProess.finishTime - nowProess.arriveTime;// 计算周转时间
                nowProess.aveRoundTime = (double) nowProess.roundTime / nowProess.serveTime;// 计算平均周转时间
                new_jcb.add(nowProess);// 经处理过数据后加入new_jcb容器
                EnqueueFirst();// 已到达的进程先入队
            } else {
                EnqueueFirst();// 已到达的进程先入队
                link.addLast(nowProess);// 上一轮出的再紧接着进入队尾
            }
        }

        public void DisplayQueue() {// 队列中等候的进程
            i++;
            System.out.println("第" + i + "次队列中排队的进程：" + link);
        }
    }

    public void printProcess() {
        System.out.println("进程名 到达时间  服务时间   开始时间  完成时间  周转时间  带权周转时间");
        for (int i = 0; i < new_jcb.size(); ++i) {
            System.out.println("P" + new_jcb.get(i).name + "   " + new_jcb.get(i).arriveTime + "      " +
                    new_jcb.get(i).serveTime + "     " + new_jcb.get(i).beginTime + "     " + new_jcb.get(i).finishTime +
                    "     " + new_jcb.get(i).roundTime + "    " + new_jcb.get(i).aveRoundTime);
        }
        new_jcb.clear();// 清空new_jcb容器内的内容，方便存储各种算法的结果并展示
    }
}

class compareSt implements Comparator<JCB> {// 按服务时间升序
    public int compare(JCB arg0, JCB arg1) {
        return arg0.serveTime - arg1.serveTime;
    }
}

class compareAt_St implements Comparator<JCB> {// 按到达时间升序，若到达时间相同，按服务时间升序
    public int compare(JCB o1, JCB o2) {
        int a = o1.arriveTime - o2.arriveTime;
        if (a > 0)
            return 1;
        else if (a == 0) {
            return o1.serveTime > o2.serveTime ? 1 : -1;
        } else
            return -1;
    }
}

class comparePriority implements Comparator<JCB> {// 按响应比升序排序

    public int compare(JCB o1, JCB o2) {
        double r1 = (double) o1.waitTime / o1.serveTime;
        double r2 = (double) o2.waitTime / o2.serveTime;
        return r1 > r2 ? 1 : -1;
    }

}

public class TestProcess {
    public static void main(String[] args) {
        processMenu pm = new processMenu();
        pm.init();// 初始化容器
        System.out.println("请输入您想看到的进程调度结果序号即可：\n" +
                "输入1：先来先服务调度算法\n" +
                "输入2：短作业优先调度算法\n" +
                "输入3：最高响应比调度算法\n" +
                "输入0：结束进程");
        Scanner in=new Scanner(System.in);
        int data=in.nextInt();

    switch (data) {
        case 1:
            pm.FCFS();
            pm.printProcess();
            break;
        case 2:
            pm.SJF();
            pm.printProcess();
            break;
        case 3:
            pm.HRRN();
            pm.printProcess();
            break;

        case 0:
            System.exit(0);
            break;
    }

    }
}