SchedulingVerhalten

SchedulingVerhalten bezeichnet das beobachtbare Verhalten eines Schedulers bei der Zuteilung von Ressourcen, hauptsächlich CPU-Zeit, an Prozesse oder Threads. Es umfasst Entscheidungen zur Auswahl des nächsten auszuführenden Tasks sowie Maßnahmen wie eine Zeitscheibe (Time Slice), Preemption und Prioritätsregeln. SchedulingVerhalten entsteht aus der Kombination von Algorithmen, Systemarchitektur und laufender Last und wird durch Ziele wie Reaktionszeit, Durchsatz und Fairness geprägt.

Anwendungsbereiche liegen in Betriebssystemen, verteilten Systemen und Echtzeitsystemen. Das SchedulingVerhalten hängt von der Workload, der Kernel-Architektur, der Anzahl der Kerne sowie der Speicher- und I/O-Charakteristik ab und beeinflusst Interaktivität, Latenz und Systemauslastung.

Gängige Algorithmen umfassen First-Come, First-Served (FCFS), Round-Robin, Shortest-Job-First (SJF), Prioritätsplanung und Multilevel-Feedback-Queues. Systeme verwenden oft preemptive oder nicht-preemptive Varianten; Aging dient zur Vermeidung von Verhungern. In Echtzeitsystemen sind Rate-Monotonic (RM) und Earliest-Deadline-First (EDF) verbreitet.

Zu den Leistungskennzahlen zählen Durchsatz, mittlere Wartezeit, Turnaround, CPU-Auslastung, Reaktionszeit und Fairness. Herausforderungen umfassen Kontextwechsel-Overhead, Starvation-Risiken, Cache- und Speicherzugriffsbeeinflussung sowie Skalierungsfragen bei Mehrkern- oder verteilten Systemen.

Praxisbeispiele: Der Linux-Kernel nutzt den Completely Fair Scheduler (CFS), der die Laufzeit der Prozesse relativ zueinander verwaltet. Windows-NT-Scheduler arbeitet mit Prioritäten und Zeitscheiben; JVM-Thread-Scheduling hängt von der OS-Implementierung ab, kann aber durch JVM-Parameter beeinflusst werden.