程序員必讀!深入解析Java線程調(diào)度算法神秘面紗!
哈嘍大家好,我是小米!今天我們要聊的話題是關(guān)于Java中的線程調(diào)度算法。這可是一個(gè)技術(shù)大拿們在面試時(shí)常常拿出來考察我們的點(diǎn)子呢!廢話不多說,讓我們一起深入了解一下吧! 線程調(diào)度算法的背后
首先,讓我們從最基礎(chǔ)的問題開始——什么是線程調(diào)度算法?在Java中,線程調(diào)度算法是用來決定多個(gè)線程之間執(zhí)行順序的機(jī)制。當(dāng)有多個(gè)線程準(zhǔn)備執(zhí)行時(shí),操作系統(tǒng)會(huì)通過調(diào)度算法來確定哪個(gè)線程可以獲得CPU的執(zhí)行權(quán)。就好比一群小伙伴一起排隊(duì)等過山車,調(diào)度算法就是告訴我們誰能先上車,誰要再等一等。 調(diào)度算法一:搶占式調(diào)度
在Java中,線程調(diào)度算法的其中一種常見形式就是
搶占式調(diào)度(Preemptive Scheduling)
。這種方式下,操作系統(tǒng)有權(quán)在一個(gè)線程執(zhí)行的時(shí)候暫停它,并將CPU的控制權(quán)交給其他線程。這讓每個(gè)線程都有機(jī)會(huì)執(zhí)行,防止某個(gè)線程霸占CPU資源。Java使用的搶占式調(diào)度算法主要有兩種:優(yōu)先級(jí)調(diào)度和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。
1、優(yōu)先級(jí)調(diào)度(Priority Scheduling)
優(yōu)先級(jí)調(diào)度是按照線程的優(yōu)先級(jí)來決定執(zhí)行順序的。每個(gè)線程都有一個(gè)優(yōu)先級(jí),高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)比低優(yōu)先級(jí)的線程更容易獲得CPU的執(zhí)行權(quán)。這就好比平時(shí)考試,老師看到你是個(gè)努力學(xué)習(xí)的好孩子,可能就會(huì)讓你先回答問題。 在Java中,線程的優(yōu)先級(jí)范圍是從
Thread.MIN_PRIORITY
(1)到
Thread.MAX_PRIORITY
(10),默認(rèn)是
Thread.NORM_PRIORITY
(5)。但需要注意,過度依賴優(yōu)先級(jí)可能導(dǎo)致線程饑餓問題,低優(yōu)先級(jí)的線程可能永遠(yuǎn)無法執(zhí)行,所以使用時(shí)要慎重哦!
2、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度(Round Robin Scheduling)
時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度是另一種常見的搶占式調(diào)度算法。每個(gè)線程被分配一個(gè)固定的時(shí)間片,當(dāng)該線程的時(shí)間片用完時(shí),操作系統(tǒng)會(huì)暫停它的執(zhí)行,將CPU控制權(quán)交給下一個(gè)線程。這樣,每個(gè)線程都有公平的機(jī)會(huì)執(zhí)行。 在Java中,時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度通過
yield()
方法來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)線程調(diào)用
yield()
時(shí),它就會(huì)主動(dòng)放棄CPU的執(zhí)行權(quán),讓其他線程有機(jī)會(huì)執(zhí)行。這就好比大家輪流玩游戲,不會(huì)有人一直霸占游戲機(jī)。 調(diào)度算法二:協(xié)作式調(diào)度
除了搶占式調(diào)度,Java中還有一種線程調(diào)度的方式是
協(xié)作式調(diào)度(Cooperative Scheduling)
。在這種模式下,線程會(huì)一直執(zhí)行,直到它自己決定放棄CPU的執(zhí)行權(quán)。這樣,線程之間的切換由程序員自己來管理,而不是由操作系統(tǒng)決定。 在Java中,協(xié)作式調(diào)度的典型例子就是使用
wait()
、
notify()
和
notifyAll()
方法來實(shí)現(xiàn)線程之間的協(xié)作。這就好比大家在開party,一個(gè)人想要喝水了,就會(huì)喊一聲“誰去拿水”,其他人聽到了就會(huì)有人去拿水。這樣,每個(gè)人都能有機(jī)會(huì)參與到拿水的行列。 如何選擇合適的線程調(diào)度算法
當(dāng)我們在編寫Java程序時(shí),應(yīng)該如何選擇合適的線程調(diào)度算法呢?這其實(shí)取決于我們的具體需求和程序的特性。
優(yōu)先級(jí)調(diào)度:
如果我們希望在程序中明確表達(dá)出哪個(gè)線程的重要性更高,可以考慮使用優(yōu)先級(jí)調(diào)度。通過合理設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí),我們可以確保高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)先被執(zhí)行,但要注意不要過度依賴優(yōu)先級(jí),以免引發(fā)線程饑餓問題。
時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度:
如果我們希望所有線程都有公平的機(jī)會(huì)執(zhí)行,并且不希望某個(gè)線程長時(shí)間霸占CPU資源,可以選擇時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。這樣,每個(gè)線程都有機(jī)會(huì)執(zhí)行,避免了某個(gè)線程一直霸占的情況。
協(xié)作式調(diào)度:
如果我們希望線程之間的切換更靈活,可以考慮使用協(xié)作式調(diào)度。通過
wait()
、
notify()
和
notifyAll()
方法,我們可以自己控制線程的執(zhí)行順序,確保線程之間的協(xié)作能夠順利進(jìn)行。
END
在Java中,線程調(diào)度算法是保障多線程程序正常運(yùn)行的關(guān)鍵之一。通過了解搶占式調(diào)度和協(xié)作式調(diào)度的原理,我們可以更好地選擇合適的線程調(diào)度算法來滿足程序的需求。 記住,在編寫多線程程序時(shí),要考慮線程之間的協(xié)作和競爭關(guān)系,避免出現(xiàn)死鎖和饑餓等問題。同時(shí),根據(jù)具體情況選擇合適的線程調(diào)度算法,確保程序的穩(wěn)定性和性能。 希望通過今天的分享,大家對(duì)Java中的線程調(diào)度算法有了更深入的了解。如果有什么疑問或者想要深入了解的話題,記得留言告訴小米哦!下次見啦~ 如有疑問或者更多的技術(shù)分享,歡迎關(guān)注我的微信公眾號(hào)“
知其然亦知其所以然
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