[发明专利]一种任务优先级动态调度算法

说明书

技术领域

本发明涉及实时系统中的任务调度技术领域，具体涉及一种任务优先级动态调度算法。

背景技术

对实时调度算法的研究，是实时领域的一个重要的研究课题。优先级驱动方式是实时系统调度的最常用的方式，实现的方法是给每一个任务一个优先级，在每一个调度时机选择优先级最高的任务得到运行。基于优先级的调度方式又可以分为两大类：静态与动态优先级调度。静态优先级调度中，优先级的初值是由任务的特定信息确定的，且在运行过程中是不变的；在动态优先级调度算法中，任务的调度优先级随着任务中任务运行而变化，任务优先级不仅仅与任务自身有关系，而且与系统中其它的任务有关。

常用的静态优先级调度算法有RM(Rate-Monotonic)算法和DM(Deadline-Monotonic)算法；动态优先级调度算法有经典的EDF(EarliestDeadline First)。静态优先级调度算法任务的调度时刻确定，实现起来简单，但是CPU利用率不高，相对于静态优先级调度算法，动态优先级调度算法体现更大的灵活性，系统在运行中是根据临时的任务的紧迫程度来确定优先级，因此其显得更合理，但是系统的调度也更复杂，也表现出了更多的不确定性，特别是在系统超负荷的情况下，EDF算法的截止期错失率急剧增加，调度成功率下降很快，因此基于EDF调度策略改进，减小截止期限错失率(DMR)，减小任务平均延迟，增加调度成功率，对于软实时的应用有重要意义。

在实时调度系统中，实时任务分为周期和非周期两种，常见的实时任务都是周期性的。假定周期任务组为τ＝{T₁，T₂，…T_n}，n为任务的个数，其中T_i＝(e_i，d_i，p_i，r_i)是任意一个周期任务，e_i，d_i，p_i是正实数，分别表示该周期任务的周期内的，执行时间，完成时限，周期大小。r_i是非负实数，表示该任务的初始释放时刻(任务投入运行时刻)。用r_i，k表示周期任务T_i在第K周期的释放时刻，则第K周期的相应的完成时限为d_i，k＝r_i，k+d_i。在上述任务组情况下进行调度。

最早的EDF调度算法是采用非抢占式的，如果一个实时任务在分配的执行时间之前完成本周期内的工作，则在这个空闲时间内其它实时任务也不能运行，CPU将处于相对空闲状态(可能执行非实时任务，可能idle)。

如果一个实时任务超出了自己的执行时间(overrun)，工作没有结束，则将保持当前的高优先级继续执行下去，这样就会顺延本来已经安排后后面的任务，形成“多米诺”效应，造成多个任务超出截止时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种任务优先级动态调度算法，该算法可以克服在系统超负荷的情况动态优先级算法的截止期错失率急剧增加的问题，减小任务平均延迟，增加调度成功率，并能提高任务的公平性，对于执行时间E较大的任务来说不会出现过高截止期限错失率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种任务优先级动态调度算法，包括如下步骤：

(1)根据被调度的任务是否在本周期内完成，将该任务的状态分别标记为active和inactive，计算resume_time作为该任务下一次释放时间；

(2)作业调度时刻到来时的作业调度的具体步骤为：

步骤a、获取当前时间，并将时间保存到now变量中；获取当前任务的状态；

步骤b、循环遍历任务队列，依次找出任务队列中的任务的状态state为inactive的任务；对遍历得到的inactive的任务的resume_time和当前时间变量now进行比较；判断resume_time是否大于当前时间变量，如果是则继续遍历任务队列直到遍历完毕；如果否则设置该任务T的状态为active，并更新任务优先级和下次释放时间，完成后继续遍历任务队列直到遍历完毕；

步骤c、完成遍历后调用动态优先级调度器进行调度；

(3)作业完成本周期工作转入睡眠时的作业调度的具体步骤为：

步骤a、设置当前任务的状态为inactive；

步骤b、调用动态优先级调度器进行调度；