java sleep原理

背景

sleep作用:等待当前线程n秒后,继续执行。

问题

  1. 等待过程中,是否交出CPU?如果交出了,如何保证下一次能继续调用到?引申出另外一个同步问题,sleep是阻断的还是非阻断的?为什么?
  2. sleep的用途都是在哪里?原理是什么?
  3. 跟其他阻断线程的都有哪些?都有什么比较

Sleep底层实现

sleep是jvm基于操作系统底层的实现而封装实现的。

Sleep大致原理

  1. 挂起进程(或线程)并修改其运行状态,即让出CPU控制权限;
  2. 用sleep()提供的参数来设置一个定时器;
  3. 当时间结束,定时器会触发,内核收到中断后修改进程(或线程)的运行状态。例如线程会被标志为就绪而进入就绪队列等待调度。

常用Sleep方法的调用:

 try {
            Thread.sleep(1000); // sleep 1秒
  } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace(); 
  }

ps:这里的catch说明一下,一般当前线程的状态,可以被其它线程使用interrupt调用从而暂停该线程。所以一般需要正常的catch。

public class PrimeProducer extends Thread {
    private final BlockingQueue<BigInteger> queue;
 
    PrimeProducer(BlockingQueue<BigInteger> queue) {
        this.queue = queue;
    }
 
    public void run() {
        try {
            BigInteger p = BigInteger.ONE;
            while (!Thread.currentThread().isInterrupted())
                queue.put(p = p.nextProbablePrime());
        } catch (InterruptedException consumed) {
            /* Allow thread to exit */
        }
    }
 
    public void cancel() { interrupt(); }
}

linux的sleep方法参考:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
///时钟编程 alarm()
void wakeUp()
{
      printf("please wakeup!!/n");
}
int main(void) 
{
      printf("you have 4 s sleep!/n");
     signal(SIGALRM,wakeUp);
     alarm(4);
     //将进程挂起
     pause();
     printf("good morning!/n");
 
    return EXIT_SUCCESS;
 }

问题解答

  1. 会交出CPU控制权限。待到达时间后,进入了就绪队列,不能保证立马就执行到。再者,是同步代码块,并未释放同步锁,阻断其它线程的调用。
  2. sleep交出当前线程的CPU控制权限,让其它同优先等级的线程有机会使用。原理是操作系统支持。大致步骤如上。
  3. 跟其它的比较最多的就是属于Object的方法wait
    3.1 属于不同的两个类,sleep()方法是线程类(Thread)的静态方法,wait()方法是Object类里的方法;
    3.2 sleep()方法不会释放锁,wait()方法释放对象锁;
    3.3 sleep()方法可以在任何地方使用,wait()方法则只能在同步方法或同步块中使用
    3.4 sleep()必须捕获异常,wait()方法、notify()方法和notiftAll()方法不需要捕获异常;
    3.5 sleep()使线程进入阻塞状态(线程睡眠),wait()方法使线程进入等待队列(线程挂起),也就是阻塞类别不同;

参考链接

OS中阻塞与挂起的区别&sleep()的实现原理

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