參考:http://www.cnblogs.com/ILove/archive/2008/04/07/1140419.html
我們可能經(jīng)常會用到 Thread.Sleep 函數(shù)來使線程掛起一段時間九榔。那么你有沒有正確的理解這個函數(shù)的用法呢轧坎?思考下面這兩個問題:
1. 假設(shè)現(xiàn)在是 2008-4-7 12:00:00.000博杖,如果我調(diào)用一下 Thread.Sleep(1000) 渠啤,在 2008-4-7 12:00:01.000 的時候锦爵,這個線程會 不會被喚醒火鼻?
2. 某人的代碼中用了一句看似莫明其妙的話:Thread.Sleep(0) 限寞。既然是 Sleep 0 毫秒臼疫,那么他跟去掉這句代碼相比万搔,有啥區(qū)別么胡桨?
我們先回顧一下操作系統(tǒng)原理。
操作系統(tǒng)中瞬雹,CPU競爭有很多種策略昧谊。Unix系統(tǒng)使用的是時間片算法,而Windows則屬于搶占式的酗捌。
在時間片算法中呢诬,所有的進(jìn)程排成一個隊列。操作系統(tǒng)按照他們的順序胖缤,給每個進(jìn)程分配一段時間尚镰,即該進(jìn)程允許運行的時間。如果在 時間片結(jié)束時進(jìn)程還在運行哪廓,則CPU將被剝奪并分配給另一個進(jìn)程狗唉。如果進(jìn)程在時間片結(jié)束前阻塞或結(jié)束,則CPU當(dāng)即進(jìn)行切換涡真。調(diào)度程 序所要做的就是維護(hù)一張就緒進(jìn)程列表分俯,肾筐,當(dāng)進(jìn)程用完它的時間片后,它被移到隊列的末尾澳迫。
所謂搶占式操作系統(tǒng)局齿,就是說如果一個進(jìn)程得到了 CPU 時間,除非它自己放棄使用 CPU 橄登,否則將完全霸占 CPU 。因此可以看出讥此,在搶 占式操作系統(tǒng)中拢锹,操作系統(tǒng)假設(shè)所有的進(jìn)程都是“人品很好”的,會主動退出 CPU 萄喳。
在搶占式操作系統(tǒng)中卒稳,假設(shè)有若干進(jìn)程,操作系統(tǒng)會根據(jù)他們的優(yōu)先級他巨、饑餓時間(已經(jīng)多長時間沒有使用過 CPU 了)充坑,給他們算出一 個總的優(yōu)先級來乖坠。操作系統(tǒng)就會把 CPU 交給總優(yōu)先級最高的這個進(jìn)程经备。當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行完畢或者自己主動掛起后,操作系統(tǒng)就會重新計算一 次所有進(jìn)程的總優(yōu)先級规丽,然后再挑一個優(yōu)先級最高的把 CPU 控制權(quán)交給他份企。
我們用分蛋糕的場景來描述這兩種算法也榄。假設(shè)有源源不斷的蛋糕(源源不斷的時間),一副刀叉(一個CPU)司志,10個等待吃蛋糕的人(10 個進(jìn)程)甜紫。
如果是 Unix?操作系統(tǒng)來負(fù)責(zé)分蛋糕,那么他會這樣定規(guī)矩:每個人上來吃 1 分鐘骂远,時間到了換下一個囚霸。最后一個人吃完了就再從頭開始。于是激才,不管這10個人是不是優(yōu)先級不同拓型、饑餓程度不同、飯量不同贸营,每個人上來的時候都可以吃 1 分鐘吨述。當(dāng)然,如果有人本來不太餓钞脂,或者飯量小揣云,吃了30秒鐘之后就吃飽了,那么他可以跟操作系統(tǒng)說:我已經(jīng)吃飽了(掛起)冰啃。于是操作系統(tǒng)就會讓下一個人接著來邓夕。
如果是 Windows 操作系統(tǒng)來負(fù)責(zé)分蛋糕的刘莹,那么場面就很有意思了。他會這樣定規(guī)矩:我會根據(jù)你們的優(yōu)先級焚刚、饑餓程度去給你們每個人計算一個優(yōu)先級点弯。優(yōu)先級最高的那個人,可以上來吃蛋糕——吃到你不想吃為止矿咕。等這個人吃完了抢肛,我再重新根據(jù)優(yōu)先級、饑餓程度來計算每個人的優(yōu)先級碳柱,然后再分給優(yōu)先級最高的那個人捡絮。
這樣看來,這個場面就有意思了——可能有些人是PPMM莲镣,因此具有高優(yōu)先級福稳,于是她就可以經(jīng)常來吃蛋糕∪鹞辏可能另外一個人是個丑男的圆,而去很ws,所以優(yōu)先級特別低半火,于是好半天了才輪到他一次(因為隨著時間的推移越妈,他會越來越饑餓,因此算出來的總優(yōu)先級就會越來越高慈缔,因此總有一天會輪到他的)叮称。而且,如果一不小心讓一個大胖子得到了刀叉藐鹤,因為他飯量大瓤檐,可能他會霸占著蛋糕連續(xù)吃很久很久,導(dǎo)致旁邊的人在那里咽口水娱节。挠蛉。。
而且肄满,還可能會有這種情況出現(xiàn):操作系統(tǒng)現(xiàn)在計算出來的結(jié)果谴古,5號PPMM總優(yōu)先級最高,而且高出別人一大截稠歉。因此就叫5號來吃蛋糕掰担。5號吃了一小會兒,覺得沒那么餓了怒炸,于是說“我不吃了”(掛起)带饱。因此操作系統(tǒng)就會重新計算所有人的優(yōu)先級。因為5號剛剛吃過,因此她的饑餓程度變小了勺疼,于是總優(yōu)先級變小了教寂;而其他人因為多等了一會兒,饑餓程度都變大了执庐,所以總優(yōu)先級也變大了酪耕。不過這時候仍然有可能5號的優(yōu)先級比別的都高,只不過現(xiàn)在只比其他的高一點點——但她仍然是總優(yōu)先級最高的啊轨淌。因此操作系統(tǒng)就會說:5號mm上來吃蛋糕……(5號mm心里郁悶迂烁,這不剛吃過嘛……人家要減肥……誰叫你長那么漂亮,獲得了那么高的優(yōu)先級)猿诸。
那么婚被,Thread.Sleep 函數(shù)是干嗎的呢?還用剛才的分蛋糕的場景來描述梳虽。上面的場景里面,5號MM在吃了一次蛋糕之后灾茁,覺得已經(jīng)有8分飽了窜觉,她覺得在未來的半個小時之內(nèi)都不想再來吃蛋糕了,那么她就會跟操作系統(tǒng)說:在未來的半個小時之內(nèi)不要再叫我上來吃蛋糕了北专。這樣禀挫,操作系統(tǒng)在隨后的半個小時里面重新計算所有人總優(yōu)先級的時候,就會忽略5號mm拓颓。Sleep函數(shù)就是干這事的语婴,他告訴操作系統(tǒng)“在未來的多少毫秒內(nèi)我不參與CPU競爭”。
看完了 Thread.Sleep 的作用驶睦,我們再來想想文章開頭的兩個問題砰左。
對于第一個問題,答案是:不一定场航。因為你只是告訴操作系統(tǒng):在未來的1000毫秒內(nèi)我不想再參與到CPU競爭缠导。那么1000毫秒過去之后,這時候也許另外一個線程正在使用CPU溉痢,那么這時候操作系統(tǒng)是不會重新分配CPU的僻造,直到那個線程掛起或結(jié)束;況且孩饼,即使這個時候恰巧輪到操作系統(tǒng)進(jìn)行CPU 分配髓削,那么當(dāng)前線程也不一定就是總優(yōu)先級最高的那個,CPU還是可能被其他線程搶占去镀娶。
與此相似的立膛,Thread有個Resume函數(shù),是用來喚醒掛起的線程的汽畴。好像上面所說的一樣旧巾,這個函數(shù)只是“告訴操作系統(tǒng)我從現(xiàn)在起開始參與CPU競爭了”耸序,這個函數(shù)的調(diào)用并不能馬上使得這個線程獲得CPU控制權(quán)。
對于第二個問題鲁猩,答案是:有坎怪,而且區(qū)別很明顯。假設(shè)我們剛才的分蛋糕場景里面廓握,有另外一個PPMM 7號搅窿,她的優(yōu)先級也非常非常高(因為非常非常漂亮),所以操作系統(tǒng)總是會叫道她來吃蛋糕隙券。而且男应,7號也非常喜歡吃蛋糕,而且飯量也很大娱仔。不過沐飘,7號人品很好,她很善良牲迫,她沒吃幾口就會想:如果現(xiàn)在有別人比我更需要吃蛋糕耐朴,那么我就讓給他。因此盹憎,她可以每吃幾口就跟操作系統(tǒng)說:我們來重新計算一下所有人的總優(yōu)先級吧筛峭。不過,操作系統(tǒng)不接受這個建議——因為操作系統(tǒng)不提供這個接口陪每。于是7號mm就換了個說法:“在未來的0毫秒之內(nèi)不要再叫我上來吃蛋糕了”影晓。這個指令操作系統(tǒng)是接受的,于是此時操作系統(tǒng)就會重新計算大家的總優(yōu)先級——注意這個時候是連7號一起計算的檩禾,因為“0毫秒已經(jīng)過去了”嘛挂签。因此如果沒有比7號更需要吃蛋糕的人出現(xiàn),那么下一次7號還是會被叫上來吃蛋糕锌订。
因此竹握,Thread.Sleep(0)的作用,就是“觸發(fā)操作系統(tǒng)立刻重新進(jìn)行一次CPU競爭”辆飘。競爭的結(jié)果也許是當(dāng)前線程仍然獲得CPU控制權(quán)啦辐,也許會換成別的線程獲得CPU控制權(quán)。這也是我們在大循環(huán)里面經(jīng)常會寫一句Thread.Sleep(0) 蜈项,因為這樣就給了其他線程比如Paint線程獲得CPU控制權(quán)的權(quán)力芹关,這樣界面就不會假死在那里。
末了說明一下紧卒,雖然上面提到說“除非它自己放棄使用 CPU 侥衬,否則將完全霸占 CPU”,但這個行為仍然是受到制約的——操作系統(tǒng)會監(jiān)控你霸占CPU的情況,如果發(fā)現(xiàn)某個線程長時間霸占CPU轴总,會強制使這個線程掛起直颅,因此在實際上不會出現(xiàn)“一個線程一直霸占著 CPU 不放”的情況。至于我們的大循環(huán)造成程序假死怀樟,并不是因為這個線程一直在霸占著CPU功偿。實際上在這段時間操作系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行過多次CPU競爭了,只不過其他線程在獲得CPU控制權(quán)之后很短時間內(nèi)馬上就退出了往堡,于是就又輪到了這個線程繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)械荷,于是就又用了很久才被操作系統(tǒng)強制掛起。虑灰。吨瞎。因此反應(yīng)到界面上,看起來就好像這個線程一直在霸占著CPU一樣穆咐。
末了再說明一下颤诀,文中線程、進(jìn)程有點混亂对湃,其實在Windows原理層面着绊,CPU競爭都是線程級的,本文中把這里的進(jìn)程熟尉、線程看成同一個東西就好了。