什么是作業(yè)調(diào)度？

作業(yè)調(diào)度，也稱為批處理調(diào)度，是分配系統(tǒng)資源以控制無人值守后臺程序執(zhí)行的過程。調(diào)度程序決定在什么時(shí)間執(zhí)行哪些作業(yè)，以及完成作業(yè)所需的中央處理單元 (CPU) 資源。它確保所有工作都按照設(shè)定的優(yōu)先級完成。

作業(yè)調(diào)度軟件可以實(shí)時(shí)執(zhí)行調(diào)度和監(jiān)控作業(yè)或批次。現(xiàn)代作業(yè)調(diào)度程序具有帶有單點(diǎn)控制系統(tǒng)的圖形用戶界面 (GUI)。許多公司使用工作負(fù)載自動(dòng)化軟件來自動(dòng)化與作業(yè)調(diào)度、處理和倉儲相關(guān)的容易出錯(cuò)的任務(wù)。

工作負(fù)載自動(dòng)化軟件幫助企業(yè)減少人工交互，使 IT 部門能夠?qū)Ｗ⒂诟邇?yōu)先級的任務(wù)。IT 專業(yè)人員可以快速解決集中記錄和報(bào)告問題，并利用自動(dòng)修復(fù)、警報(bào)和通知等其他功能。

什么是作業(yè)調(diào)度？

作業(yè)調(diào)度的類型

公司通過多種類型的調(diào)度流程來調(diào)度作業(yè)或批次。以下是 IT 團(tuán)隊(duì)用于優(yōu)化其環(huán)境的三種常見作業(yè)調(diào)度類型。

• 長期調(diào)度：當(dāng)創(chuàng)建新進(jìn)程時(shí)，可以處理一長串項(xiàng)目。這需要強(qiáng)大的處理能力并增加操作系統(tǒng)的開銷。操作系統(tǒng)維護(hù)著一個(gè)很長的列表，并且上下文切換和調(diào)度有所增加。這種類型迎合了管理如此長的進(jìn)程列表。長期調(diào)度程序決定進(jìn)入短期或中期調(diào)度程序處理隊(duì)列的作業(yè)。它根據(jù)不同的處理算法限制進(jìn)入隊(duì)列的進(jìn)程。
• 中期調(diào)度：對于某些操作系統(tǒng)，新進(jìn)程以換出狀態(tài)開始。當(dāng)進(jìn)程從隨機(jī)存取存儲器 (RAM) 中刪除并添加到硬盤時(shí)，就會發(fā)生換出。這種類型是交換功能的一部分。當(dāng)主內(nèi)存中有空閑空間時(shí)，調(diào)度程序決定可以換入哪個(gè)進(jìn)程。這取決于內(nèi)存、優(yōu)先級和其他所需資源。中期調(diào)度器經(jīng)常為換出的進(jìn)程執(zhí)行換入功能。
• 短期調(diào)度：短期調(diào)度器，也稱為調(diào)度器，在新事件發(fā)生時(shí)啟動(dòng)。這種情況發(fā)生得更頻繁，并且可能會中斷正在運(yùn)行的進(jìn)程。短期調(diào)度程序速度很快，會選擇準(zhǔn)備好執(zhí)行的新進(jìn)程，將 CPU 分配給其中一個(gè)，這種情況非常頻繁。

作業(yè)調(diào)度算法

短期調(diào)度主要使用作業(yè)調(diào)度算法來分配進(jìn)程和優(yōu)化系統(tǒng)行為。以下是一些影響應(yīng)將哪些進(jìn)程分配給 CPU 的常見調(diào)度算法或策略。 

FCFS 調(diào)度算法

先到先服務(wù)（FCFS）作業(yè)調(diào)度算法遵循先進(jìn)先出的方法。當(dāng)進(jìn)程加入就緒隊(duì)列時(shí)，調(diào)度程序會選擇隊(duì)列中最舊的作業(yè)并將其發(fā)送給處理。這些作業(yè)的平均處理時(shí)間相對較長。

SJF調(diào)度

最短作業(yè)優(yōu)先 (SJF)，也稱為最短作業(yè)下一個(gè) (SJN)，它選擇需要最短處理時(shí)間的作業(yè)并將其分配給 CPU。該算法將每個(gè)進(jìn)程與下一個(gè) CPU 突發(fā)的長度相關(guān)聯(lián)。CPU 爆發(fā)是指進(jìn)程在 CPU 不再準(zhǔn)備好之前使用它。 

假設(shè)兩個(gè)作業(yè)具有相同的 CPU 突發(fā)。然后調(diào)度程序?qū)⑹褂?FCFS 算法來解決關(guān)系并將其中一個(gè)移動(dòng)到執(zhí)行。 

優(yōu)先調(diào)度

優(yōu)先級調(diào)度為每個(gè)進(jìn)程關(guān)聯(lián)一個(gè)優(yōu)先級（一個(gè)整數(shù)）。優(yōu)先級最高的將首先執(zhí)行。通常，最小的整數(shù)被分配給具有最高優(yōu)先級的作業(yè)。如果有兩個(gè)具有相似優(yōu)先級的作業(yè)，則該算法使用 FCFS 來確定哪個(gè)將進(jìn)入處理。

循環(huán)調(diào)度

循環(huán)調(diào)度是為分時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。它是一個(gè)基于時(shí)鐘的搶占式調(diào)度器，通常被稱為時(shí)間分片調(diào)度器。每當(dāng)出現(xiàn)周期性時(shí)鐘間隔時(shí)，調(diào)度程序?qū)?dāng)前正在處理的作業(yè)移動(dòng)到就緒隊(duì)列。它以先到先得的方式處理隊(duì)列中的下一個(gè)作業(yè)。 

在這種調(diào)度算法中，決定時(shí)間片或時(shí)間片是很棘手的。如果時(shí)間片很短，小型作業(yè)的處理速度會更快。 

作業(yè)調(diào)度軟件如何工作？

企業(yè)作業(yè)調(diào)度軟件由作業(yè)調(diào)度接口和執(zhí)行代理組成。這些元素在作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)的整體功能中起著至關(guān)重要的作用。

以下是作業(yè)或批處理調(diào)度程序的一些主要職責(zé)：

• 借助拖放功能定義要執(zhí)行的任務(wù)
• 創(chuàng)建隊(duì)列并安排作業(yè)以優(yōu)先執(zhí)行任務(wù)
• 根據(jù)優(yōu)先級、頻率等多種因素將工作分配給合適的代理

另一方面，執(zhí)行代理負(fù)責(zé)以下進(jìn)程：

• 提交任務(wù)以執(zhí)行
• 在執(zhí)行期間監(jiān)控任務(wù)

執(zhí)行代理是指技術(shù)信息，例如 CPU 可用性、預(yù)計(jì)執(zhí)行時(shí)間和執(zhí)行期間的依賴關(guān)系。

公司可以使用工作負(fù)載調(diào)度軟件自動(dòng)執(zhí)行各種任務(wù)。

作業(yè)調(diào)度 vs. CPU 調(diào)度 vs. 工作負(fù)載自動(dòng)化

作業(yè)調(diào)度和 CPU 調(diào)度都與進(jìn)程執(zhí)行相關(guān)聯(lián)。作業(yè)調(diào)度是決定應(yīng)將哪個(gè)進(jìn)程移至就緒隊(duì)列的機(jī)制。通常，長期調(diào)度程序執(zhí)行作業(yè)調(diào)度。  

另一方面，CPU調(diào)度是一種確定接下來應(yīng)該執(zhí)行哪個(gè)進(jìn)程并相應(yīng)地分配CPU的機(jī)制。短期調(diào)度程序通常執(zhí)行 CPU 調(diào)度。

傳統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度工具自動(dòng)執(zhí)行特定平臺或應(yīng)用程序的任務(wù)。另一方面，工作負(fù)載自動(dòng)化軟件將作業(yè)控制集中在多個(gè)平臺上，增加了操作系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)并減少了沖突。