`

理解 Thread.Sleep 函数(很好 保存)

    博客分类:
  • java
阅读更多

我们可能经常会用到 Thread.Sleep 函数来使线程挂起一段时间。那么你有没有正确的理解这个函数的用法呢?思考下面这两个问题:
1、假设现在是 2008-4-7 12:00:00.000,如果我调用一下 Thread.Sleep(1000) ,在 2008-4-7 12:00:01.000 的时候,这个线程会 不会被唤醒?
2、某人的代码中用了一句看似莫明其妙的话:Thread.Sleep(0) 。既然是 Sleep 0 毫秒,那么他跟去掉这句代码相比,有啥区别么?

我们先回顾一下操作系统原理。
操作系统中,CPU竞争有很多种策略。Unix系统使用的是时间片算法,而Windows则属于抢占式的。

在时间片算法中,所有的进程排成一个队列。操作系统按照他们的顺序,给每个进程分配一段时间,即该进程 允许运行的时间。如果在 时间片结束时进程还在运行,则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束,则CPU当即进行切换。调度程 序所要做的就是维护一张就绪进程列表,,当进程用完它的时间片后,它被移到队列的末尾。

所谓抢占式操作系统,就是说如果一个进程得到了 CPU 时间,除非它自己放弃使用 CPU ,否则将完全霸占 CPU 。因此可以看出,在抢 占式操作系统中,操作系统假设所有的进程都是“人品很好”的,会主动退出 CPU 。

在抢占式操作系统中,假设有若干进程,操作系统会根据他们的优先级、饥饿时间(已经多长时间没有使用过 CPU 了),给他们算出一 个总的优先级来。操作系统就会把 CPU 交给总优先级最高的这个进程。当进程执行完毕或者自己主动挂起后,操作系统就会重新计算一 次所有进程的总优先级,然后再挑一个优先级最高的把 CPU 控制权交给他。

我们用分蛋糕的场景来描述这两种算法。假设有源源不断的蛋糕(源源不断的时间),一副刀叉(一个CPU),10个等待吃蛋糕的人(10 个进程)。

如果是 Unix 操作系统来负责分蛋糕,那么他会这样定规矩:每个人上来吃 1 分钟,时间到了换下一个。最后一个人吃完了就再从头开始。于是,不管这10个人是不是优先级不同、饥饿程度不同、饭量不同,每个人上来的时候都可以吃 1 分钟。当然,如果有人本来不太饿,或者饭量小,吃了30秒钟之后就吃饱了,那么他可以跟操作系统说:我已经吃饱了(挂起)。于是操作系统就会让下一个人接 着来。

如果是 Windows 操作系统来负责分蛋糕的,那么场面就很有意思了。他会这样定规矩:我会根据你们的优先级、饥饿程度去给你们每个人计算一个优先级。优先级最高的那个人,可 以上来吃蛋糕——吃到你不想吃为止。等这个人吃完了,我再重新根据优先级、饥饿程度来计算每个人的优先级,然后再分给优先级最高的那个人。
这样看来,这个场面就有意思了——可能有些人是PPMM,因此具有高优先级,于是她就可以经常来吃蛋糕。可能另外一个人是个丑男,而去很ws,所以优先级 特别低,于是好半天了才轮到他一次(因为随着时间的推移,他会越来越饥饿,因此算出来的总优先级就会越来越高,因此总有一天会轮到他的)。而且,如果一不 小心让一个大胖子得到了刀叉,因为他饭量大,可能他会霸占着蛋糕连续吃很久很久,导致旁边的人在那里咽口水。。。
而且,还可能会有这种情况出现:操作系统现在计算出来的结果,5号PPMM总优先级最高,而且高出别人一大截。因此就叫5号来吃蛋糕。5号吃了一小会儿, 觉得没那么饿了,于是说“我不吃了”(挂起)。因此操作系统就会重新计算所有人的优先级。因为5号刚刚吃过,因此她的饥饿程度变小了,于是总优先级变小 了;而其他人因为多等了一会儿,饥饿程度都变大了,所以总优先级也变大了。不过这时候仍然有可能5号的优先级比别的都高,只不过现在只比其他的高一点点 ——但她仍然是总优先级最高的啊。因此操作系统就会说:5号mm上来吃蛋糕……(5号mm心里郁闷,这不刚吃过嘛……人家要减肥……谁叫你长那么漂亮,获 得了那么高的优先级)。

那么,Thread.Sleep 函数是干吗的呢?还用刚才的分蛋糕的场景来描述。上面的场景里面,5号MM在吃了一次蛋糕之后,觉得已经有8分饱了,她觉得在未来的半个小时之内都不想再 来吃蛋糕了,那么她就会跟操作系统说:在未来的半个小时之内不要再叫我上来吃蛋糕了。这样,操作系统在随后的半个小时里面重新计算所有人总优先级的时候, 就会忽略5号mm。Sleep函数就是干这事的,他告诉操作系统“在未来的多少毫秒内我不参与CPU竞争”。

看完了 Thread.Sleep 的作用,我们再来想想文章开头的两个问题。

对于第一个问题,答案是:不一定。因为你只是告诉操作系统:在未来的1000毫秒内我不想再参与到 CPU竞争。那么1000毫秒过去之后,这时候也许另外一个线程正在使用CPU,那么这时候操作系统是不会重新分配CPU的,直到那个线程挂起或结束;况 且,即使这个时候恰巧轮到操作系统进行CPU 分配,那么当前线程也不一定就是总优先级最高的那个,CPU还是可能被其他线程抢占去。

与此相似的,Thread有个Resume函数,是用来唤醒挂起的线程的。好像上面所说的一样,这个函数只是“告诉操作系统我从现在起开始参与CPU竞争了”,这个函数的调用并不能马上使得这个线程获得CPU控制权。

对于第二个问题,答案是:有,而且区别很明显。假设我们刚才的分蛋糕场景里面,有另外一个PPMM 7号,她的优先级也非常非常高(因为非常非常漂亮),所以操作系统总是会叫道她来吃蛋糕。而且,7号也非常喜欢吃蛋糕,而且饭量也很大。不过,7号人品很 好,她很善良,她没吃几口就会想:如果现在有别人比我更需要吃蛋糕,那么我就让给他。因此,她可以每吃几口就跟操作系统说:我们来重新计算一下所有人的总 优先级吧。不过,操作系统不接受这个建议——因为操作系统不提供这个接口。于是7号mm就换了个说法:“在未来的0毫秒之内不要再叫我上来吃蛋糕了”。这 个指令操作系统是接受的,于是此时操作系统就会重新计算大家的总优先级——注意这个时候是连7号一起计算的,因为“0毫秒已经过去了”嘛。因此如果没有比 7号更需要吃蛋糕的人出现,那么下一次7号还是会被叫上来吃蛋糕。

因此,Thread.Sleep(0)的作用,就是“触发操作系统立刻重新进行一次CPU竞争”。竞争 的结果也许是当前线程仍然获得CPU控制权,也许会换成别的线程获得CPU控制权。这也是我们在大循环里面经常会写一句Thread.Sleep(0) ,因为这样就给了其他线程比如Paint线程获得CPU控制权的权力,这样界面就不会假死在那里。

末了说明一下,虽然上面提到说“除非它自己放弃使用 CPU ,否则将完全霸占 CPU”,但这个行为仍然是受到制约的——操作系统会监控你霸占CPU的情况,如果发现某个线程长时间霸占CPU,会强制使这个线程挂起,因此在实际上不 会出现“一个线程一直霸占着 CPU 不放”的情况。至于我们的大循环造成程序假死,并不是因为这个线程一直在霸占着CPU。实际上在这段时间操作系统已经进行过多次CPU竞争了,只不过其他 线程在获得CPU控制权之后很短时间内马上就退出了,于是就又轮到了这个线程继续执行循环,于是就又用了很久才被操作系统强制挂起。。。因此反应到界面 上,看起来就好像这个线程一直在霸占着CPU一样。

末了再说明一下,文中线程、进程有点混乱,其实在Windows原理层面,CPU竞争都是线程级的,本文中把这里的进程、线程看成同一个东西就好了。

分享到:
评论
1 楼 leaow567 2012-01-09  
写的很好,虽然时间久了点,还是很有启示

相关推荐

    Java 两种延时thread和timer详解及实例代码

    通过理解并合理使用这两种延时机制,开发者可以更好地控制程序的执行流程,提高程序的效率和响应性。在具体项目中,根据需求选择合适的方法,以实现最佳的延时效果。希望这篇文章对您理解和使用Java延时功能有所帮助...

    c#主线程不卡延时函数

    平时我们在做winform开发的时候,有时候需要让程序休眠几秒钟,但是,如果我们直接使用 thread.sleep()函数,页面ui就会停止响应。怎么样解决呢,你可以把页面涉及到表现ui的代码放到一个单线程处理,也可以采用我...

    Android自定义View实现转盘旋转的效果

    Android 的自定义 View 为开发者定义和使用个性化的 View 提供了很好的支持,想要使用自己定义的 View,需要继承 View 类,并重写构造函数和 onDraw() 函数。onDraw 函数在界面刷新时会被调用,通过线程控制可以...

    关于编程知识--进程的科普

    因此可以看出,在抢 占式操作系统中,操作系统假设所有的进程都是“人品很好”的,会主动退出 CPU 。 在抢占式操作系统中,假设有若干进程,操作系统会根据他们的优先级、饥饿时间(已经多长时间没有使用过 CPU 了)...

    C#关于Task.Yeild()函数的讨论

    Test2()异步函数由于await了一个未完成的任务(1ms对于CPU来说是很长的了),所以会返回调用方,然后打印相同的时间,一秒钟之后会打印执行完毕。Test3()调用了Task.Yeild()函数,主动让出执行权,所以会直接返回...

    java_Thread.rar_java 多线程_java多线程

    本资料"java_Thread.rar"提供了一些Java多线程的实践案例,对于深入理解和应用Java多线程技术具有很高的参考价值。 首先,我们要理解线程的基本概念。线程是程序执行的最小单元,每个线程都拥有自己独立的程序...

    动态画圆.rar_rockyt3s_theseh6z_动态画圆

    在编程领域,动态画圆是一项常见的图形用户界面(GUI)编程任务,特别是在开发交互式应用程序时。本项目“动态画圆.rar”由用户...这将提供一个很好的机会,来实践和理解如何在实际项目中应用图形编程和动态动画技术。

    C语言多线程编程实例.pdf

    标题中的“C语言多线程编程实例”直接指出了文档的主题内容,即围绕C语言编程中多线程编程技术的...通过对这些实例的学习和实践,可以加深对多线程编程机制和原理的理解,对于提升程序性能和开发复杂应用有很好的帮助。

    java-thread-vedio.rar_java vedio

    Java线程技术是Java编程中的重要组成部分,尤其在并发编程领域扮演着核心角色。这个"java-thread-vedio.rar_java vedio...这个Java多线程视频教程将会是一个很好的学习资源,帮助你从生手逐步成长为熟练的开发者。

    DominateHornVocalization_C#_电脑叫_

    这个项目对于初学者来说是很好的实践案例,因为它涉及到系统底层硬件的交互和简单的音频处理。 首先,我们要了解C#如何与操作系统进行通信。在Windows系统中,可以使用P/Invoke(Platform Invoke)技术来调用操作...

    CSGL旋转同心圆,C#

    `Thread.Sleep`函数用于控制绘制下一帧的时间,以达到平滑的动画效果。 此外,CSGL还支持其他图形操作,如填充形状、绘制线条、设置颜色和透明度等。通过组合这些基本操作,你可以创建出复杂的2D动画和图形。 在这...

    汉诺塔演示 C# Thread

    汉诺塔是一个经典的递归问题,源于印度的一个古老传说,旨在通过移动盘子来演示复杂的逻辑和算法。在这个C#程序中,我们看到如何利用线程来控制...对于学习C#、数据结构和算法的初学者来说,这是一个很好的实践项目。

    java实现的数字式定时器

    Java 实现的数字式定时器是一种基于编程技术的计时工具,主要利用Java Swing库来构建用户界面,提供设定时间、启动、停止和暂停等基本功能。...对于想要提升Java GUI开发技能的人来说,这是一个很好的实践项目。

    第十节:基于C#使用开发板呼吸灯实验.zip

    这个实验对于初学者来说是理解软件与硬件结合的一个很好的起点,同时也能够帮助熟悉C#在嵌入式系统中的应用。 首先,我们需要了解C#语言在嵌入式领域的应用。虽然C#通常与Windows桌面应用程序或Web开发相关联,但...

    模拟键盘源代码

    在IT领域,模拟键盘输入是一种常见的技术,常用于自动化测试、脚本编写或者特殊应用场合。这段名为"模拟键盘源代码"的程序提供了一个实用的工具,它...因此,这份"模拟键盘源代码"对初学者来说是一份很好的学习资料。

    JAVA考试题

    - 陈述 A:正确,`Thread.sleep(1000)` 将使当前线程暂停1000毫秒。 - 陈述 B:正确,如果 `sleep()` 方法被中断,将会抛出 `InterruptedException`。 7. **Java 代码执行** - 代码段将引发一个编译错误,因为 `...

    Demo_Java.rar_DEMO

    总结来说,"Demo_Java.rar_DEMO"提供的示例是一个很好的学习资源,它涵盖了Java多线程编程的基础知识,包括线程创建、同步和协作。通过深入研究这些示例,开发者可以更好地理解和掌握Java中的并发编程技巧,提升自己...

    C#多线程进度条的实例

    在C#编程中,多线程技术是一种提升程序性能和用户体验的重要手段。特别是在处理耗时操作,如大文件读写、网络数据...这个实例是一个很好的起点,通过实践和学习,你可以进一步提升在多线程编程和用户界面设计上的技能。

    进度条例子(C#源代码编写)

    在C#编程中,进度条是一种常见的用户界面(UI)元素,用于向用户展示某个操作的进度,如文件上传、下载或大型计算等。...通过学习和理解这些示例,开发者可以更好地掌握在C#中处理长时间运行任务和显示进度的方法。

    Java控制台程序 交通灯逻辑

    然而,这个简单的Java控制台程序提供了一个很好的起点,帮助初学者理解如何用代码来描述现实生活中的逻辑。通过扩展这个基础模型,可以逐步引入多线程、对象间通信等更高级的概念,从而构建出更复杂的交通管理系统。

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics