Thread.onSpinWait()有什么作用?为什么要睡眠0毫秒?

开发 后端
Java中,使用Thread.sleep(0)的目的是让当前线程主动放弃CPU的执行时间片,以便给其他具有相同优先级的线程执行的机会。虽然参数为0,但实际上并不是让线程休眠0毫秒,而是让线程进入就绪状态,等待重新获取CPU执行时间。

概述

今天在整理之前学习资料时,偶然看见之前自己写的demo:

public class MyTest {
    static volatile boolean temp = true;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            while (temp) {
                Thread.onSpinWait(); // Thread.sleep(0);
            }
            System.out.print("检测到变量为false,退出循环");
        });
        thread.start();
        Thread.sleep(3000L);
        temp = false;
    }

}

运行结果:

检测到变量为false,退出循环

为了使线程能够更快的循环,以便让我能够及时的知道temp的状态,尽快的进行下一次循环,在方法中我比较粗暴的加入了Thread.onSpinWait()方法,Thread.onSpinWait()方法大家可以认为是Thread.sleep(0)的作用,那么我为什么要加一个睡眠0毫秒的动作呢?让线程挂起0毫秒有什么用途呢?

线程状态

在Java中,线程有三个基本的状态:就绪状态(Runnable)、运行状态(Running)和阻塞状态(Blocked)。

  • 就绪状态(Runnable):当线程被创建并启动后,它进入就绪状态。在就绪状态下,线程已经准备好执行,但还没有获取到CPU的执行时间片。线程处于就绪状态时,可以被调度器选择为下一个要执行的线程。
  • 运行状态(Running):当线程获取到CPU的执行时间片时,它进入运行状态。在运行状态下,线程正在执行其任务代码。线程会一直保持运行状态,直到它主动放弃CPU的执行时间片,或者被其他高优先级线程抢占CPU。
  • 阻塞状态(Blocked):线程在某些情况下会进入阻塞状态。当线程在执行过程中遇到某些阻塞的情况,比如等待I/O操作、等待获取锁、等待其他线程的通知等,它会进入阻塞状态。在阻塞状态下,线程暂时停止执行,不会占用CPU资源。当阻塞条件满足时,线程会被唤醒并重新进入就绪状态,等待获取CPU执行时间片。

线程的状态转换如下:

  • 就绪状态 -> 运行状态:当线程被调度器选择为下一个要执行的线程时,它从就绪状态转换为运行状态。
  • 运行状态 -> 就绪状态:线程主动调用yield()方法或者sleep()方法,或者被其他高优先级线程抢占CPU时,它从运行状态转换为就绪状态。
  • 运行状态 -> 阻塞状态:线程在执行过程中遇到阻塞条件,比如等待I/O操作或获取锁时,它从运行状态转换为阻塞状态。
  • 阻塞状态 -> 就绪状态:当阻塞条件满足时,线程被唤醒,从阻塞状态转换为就绪状态,等待获取CPU执行时间片

线程的状态转换是由操作系统的调度器和Java虚拟机共同管理的。通过合理地管理线程的状态,可以实现多线程的并发执行和协作操作。

Thread.sleep(0)的意义

Java中,使用Thread.sleep(0)的目的是让当前线程主动放弃CPU的执行时间片,以便给其他具有相同优先级的线程执行的机会。虽然参数为0,但实际上并不是让线程休眠0毫秒,而是让线程进入就绪状态,等待重新获取CPU执行时间。

使用Thread.sleep(0)的主要意义在于提高多线程程序的公平性和响应性。当一个线程执行Thread.sleep(0)时,操作系统会重新调度其他就绪状态的线程,这样可以避免某个线程长时间占用CPU而导致其他线程无法得到执行的情况,从而提高了程序的公平性。

此外,Thread.sleep(0)还可以用于线程间的协作。当一个线程需要通知其他线程进行某些操作时,可以使用Thread.sleep(0)来主动放弃CPU执行时间,让其他线程有机会执行相应的操作。

Thread.onSpinWait()

@IntrinsicCandidate
public static void onSpinWait() {}

onSpinWait()方法是空实现,被@IntrinsicCandidate修饰,在JDK中,被@IntrinsicCandidate修饰的方法作为内部候选方法(intrinsic candidate)。内部候选方法是指可以由编译器或虚拟机进行特殊处理的方法,以提供更高效的执行方式或更好的性能。

简单来说就是jdk对Thread.onSpinWait()方法进行了特殊优化,那么优化后的效率到底有没有提升呢?

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            Thread.sleep(0);
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            Thread.onSpinWait();
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
    }
}

运行结果:

23224
2
0

上述程序,循环一亿次可以看出,在速度方面 空循环 > Thread.onSpinWait() > Thread.sleep(0), 空循环和Thread.onSpinWait()仅存在细微差别。

在cpu利用方面: Thread.onSpinWait() = Thread.sleep(0) > 空循环

责任编辑:姜华 来源: 今日头条
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