java開發系統核心實現程序優先順序佇列

前幾節，我們實現了程序的排程，並給每個程序賦予相應優先順序，優先順序高的程序，能夠得到更多的cpu時間。但在演示時，我們發現乙個問題，就是，當程序傳送切換時，滑鼠鍵盤的響應會被卡死，這是因為響應滑鼠鍵盤事件的程序被調到後台，無法獲得cpu執行時間，從而不能處理滑鼠或鍵盤事件。

這種情況對使用者來說，是不可接受的。對使用者輸入給予及時回應，直接關係到使用者體驗。所以負責相應使用者輸入的程序，其重要性要比那些只需要在後台執行，不用和使用者直接互動的程序高很多。由此，我們需要實現的是，只要使用者有輸入，那麼負責處理使用者輸入的程序就不能被打斷，為了實現這個目的，我們需要實現程序的優先順序佇列。

如上圖，我們把所有程序根據level分成三個佇列，程序越重要，它對應的level值越低，這樣，當進行程序排程時，程序排程器先檢視level等於0的佇列是否還有程序，有的話，只執行該佇列的程序，如果該佇列不止乙個程序，那麼每個程序根據他們的優先順序獲得相應的cpu時間。

如果levelw為0的佇列沒有可排程的程序，那麼level為1的佇列中的程序才有獲得排程的機會，以此類推。

由此，我們看看相關資料結構的定義，首先是multi_task.h:

struct task ;
#define  max_tasks  5
#define  max_tasks_lv   3
#define  max_tasklevels 3
#define  task_gdt0  7
#define  size_of_task  120
struct tasklevel ;
#define size_of_tasklevel  (8+ 4*max_tasks_lv)
struct taskctl ;

task結構體增加了乙個level變數，用於表明程序的重要性。tasklevel對應於上圖的程序佇列，相同重要性的程序，都儲存在對應tasklevel的tasks陣列中。

taskctl 也就是程序管理器，其儲存的不再是程序，而是程序的優先順序佇列，它要找到重要性最高的程序佇列，從中取出程序進行排程。

multi_task.c 需要進行相應改動：

struct taskctl *get_taskctl() 
void init_task_level(int level) 
}

init_task_level 對程序優先順序佇列進行初始化，running表示改對了中有幾個程序，now表示佇列中，哪個程序正在被排程到前台進行執行。

struct task  *task_init(struct memman *memman)

上面**用於初始化執行cmain函式的程序，它把cmain程序的level設定為0，也就是該程序的重要性最高，只要它不被掛起，那麼它始終擁有被排程的權利。task_add會根據程序的重要性，將其加入對應的優先順序佇列，一旦有新程序加入，task_switchsub 則修改相應排程資訊，以便程序排程器做出適當調動。

void task_run(struct task *task,int level, int priority) 
if (priority > 0) 
if (task->flags == 2 && task->level != level) 
if (task->flags != 2) 
taskctl->lv_change = 1;
return;
}

task_run 的作用是修改程序重要性或優先順序，或者把新的程序根據其重要性新增到相應佇列。如果程序的重要性有改動，那麼通過task_remove把程序從原有的優先順序佇列中去除，然後再通過task_add將程序新增到對應的佇列。

void task_switch(void) 
if (taskctl->lv_change != 0) 
new_task = tl->tasks[tl->now];
timer_settime(task_timer, new_task->priority);
if (new_task != now_task && new_task != 0) 
return;
}

task_switch 被時鐘中斷呼叫，它的邏輯傳送不小變化。taskctl->now_lv表示當前正則被排程的優先順序佇列，例如，如果now_lv的值是0，那麼表示當前level等於0的佇列中的程序才可以獲得被排程的機會。task_switch 通過taskctl->now_lv得知哪個程序佇列應該被排程，然後從該佇列中，取出task物件進行執行。如果有新的程序加入，或有程序的重要性被改變了，那麼taskctl->lv_change的值就不等於0。假設當前獲得排程機會的是level值為1的佇列中的程序，但是有level等於0的程序物件新增到了level等於0的佇列中，那麼此時，排程演算法就會停止從level為1的佇列中去排程程序，而是切換到level為0的佇列，從中獲取要排程的程序。

int  task_sleep(struct task *task) }}
return0;}
struct task *task_now(void) 
void task_add(struct task *task)

task_sleep 用於刪除程序，如果需要殺掉某個程序，那麼可以使用該函式剝奪指定程序物件獲得排程的權利。task_remove負責把程序從它所在的佇列中刪除，如果當前被掛起的程序是正在執行的程序，那麼task_sleep會選擇下乙個合適的程序進行排程執行。

task_now 用於返回當前正在被呼叫的程序物件，task_add把給定程序加入對應的優先順序佇列。

void task_remove(struct task *task) 
}tl->running--;
if (i < tl->now) 
if (tl->now >= tl->running)  
task->flags = 1;
for (; i < tl->running; i++) 
return;
}void task_switchsub(void) 
}taskctl->now_lv = i;
taskctl->lv_change = 0;
}

task_remove主要負責把程序物件從佇列中刪除，並修改相應的佇列資料。一旦有程序刪除或新增，那麼程序排程需要作出對應的調整，task_switchsub的作用是根據程序的新增或刪除，修改程序排程器的相應資訊，進而改變程序排程器的排程行為。

最後是主入口函式cmain也做相應改動：

void cmain(void) 
....
}

主要到，我們把執行兩個窗體的程序其重要性設定成1，也就是只要執行主入口函式的程序不掛起，那麼執行兩個窗體的程序就不能得到執行。

本節**改動雖多，但邏輯簡單，理解起來應該不難，經過上面的改動後，系統執行的情況如下：

從上圖看出，如果cmain程序執行時，上面兩個窗體原來的計數字串沒有顯示，這是因為兩個窗體的程序得不到排程的機會。由於cmain程序負責相應滑鼠鍵盤，因此，此時我們移動滑鼠就不再出現卡頓的情形。

當cmain程序被掛起後，兩個窗體的程序獲得執行機會，因而窗體中的計算字串就出現了：

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