java 算法调度平台 java线程调度算法

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编程梦想翱翔者 2024-08-11 18:24:14

文章标签 java 算法调度平台 java jvm 开发语言面试 文章分类 Java 后端开发

哈喽大家好，我是小米！今天我们要聊的话题是关于Java中的线程调度算法。这可是一个技术大拿们在面试时常常拿出来考察我们的点子呢！废话不多说，让我们一起深入了解一下吧！

线程调度算法的背后

首先，让我们从最基础的问题开始——什么是线程调度算法？在Java中，线程调度算法是用来决定多个线程之间执行顺序的机制。当有多个线程准备执行时，操作系统会通过调度算法来确定哪个线程可以获得CPU的执行权。就好比一群小伙伴一起排队等过山车，调度算法就是告诉我们谁能先上车，谁要再等一等。

调度算法一：抢占式调度

在Java中，线程调度算法的其中一种常见形式就是抢占式调度（Preemptive Scheduling）。这种方式下，操作系统有权在一个线程执行的时候暂停它，并将CPU的控制权交给其他线程。这让每个线程都有机会执行，防止某个线程霸占CPU资源。Java使用的抢占式调度算法主要有两种：优先级调度和时间片轮转调度。

1、优先级调度（Priority Scheduling）

优先级调度是按照线程的优先级来决定执行顺序的。每个线程都有一个优先级，高优先级的线程会比低优先级的线程更容易获得CPU的执行权。这就好比平时考试，老师看到你是个努力学习的好孩子，可能就会让你先回答问题。

在Java中，线程的优先级范围是从Thread.MIN_PRIORITY（1）到Thread.MAX_PRIORITY（10），默认是Thread.NORM_PRIORITY（5）。但需要注意，过度依赖优先级可能导致线程饥饿问题，低优先级的线程可能永远无法执行，所以使用时要慎重哦！

2、时间片轮转调度（Round Robin Scheduling）

时间片轮转调度是另一种常见的抢占式调度算法。每个线程被分配一个固定的时间片，当该线程的时间片用完时，操作系统会暂停它的执行，将CPU控制权交给下一个线程。这样，每个线程都有公平的机会执行。

在Java中，时间片轮转调度通过yield()方法来实现。当线程调用yield()时，它就会主动放弃CPU的执行权，让其他线程有机会执行。这就好比大家轮流玩游戏，不会有人一直霸占游戏机。

调度算法二：协作式调度

除了抢占式调度，Java中还有一种线程调度的方式是协作式调度（Cooperative Scheduling）。在这种模式下，线程会一直执行，直到它自己决定放弃CPU的执行权。这样，线程之间的切换由程序员自己来管理，而不是由操作系统决定。

在Java中，协作式调度的典型例子就是使用wait()、notify()和notifyAll()方法来实现线程之间的协作。这就好比大家在开party，一个人想要喝水了，就会喊一声“谁去拿水”，其他人听到了就会有人去拿水。这样，每个人都能有机会参与到拿水的行列。

如何选择合适的线程调度算法

当我们在编写Java程序时，应该如何选择合适的线程调度算法呢？这其实取决于我们的具体需求和程序的特性。

优先级调度：如果我们希望在程序中明确表达出哪个线程的重要性更高，可以考虑使用优先级调度。通过合理设置线程的优先级，我们可以确保高优先级的任务先被执行，但要注意不要过度依赖优先级，以免引发线程饥饿问题。
时间片轮转调度：如果我们希望所有线程都有公平的机会执行，并且不希望某个线程长时间霸占CPU资源，可以选择时间片轮转调度。这样，每个线程都有机会执行，避免了某个线程一直霸占的情况。
协作式调度：如果我们希望线程之间的切换更灵活，可以考虑使用协作式调度。通过wait()、notify()和notifyAll()方法，我们可以自己控制线程的执行顺序，确保线程之间的协作能够顺利进行。