java线程调度抢占（转）

心已赠人 2022-03-08 00:52 390阅读 0赞

**在一个进程里,线程的调度有抢占式或者非抢占的模式。**

用户抢占：  
内核即将返回用户空间的时候，如果need resched标志被设置，会导致schedule()被调用，此时就会发生用户抢占。在内核返回用户空间的时候，它知道自己是安全的。所以，内核无论是在从中断处理程序还是在系统调用后返回，都会检查need resched标志。如果它被设置了，那么，内核会选择一个其他(更合适的)进程投入运行。  
注意：当进程执行系统调用时，就会从执行状态转换为就绪状态。

内核抢占（可抢占式内核）：  
即当进程位于内核空间时，有一个更高优先级的任务出现时，如果当前内核允许抢占，则可以将当前任务挂起，执行优先级更高的进程。

非抢占式内核：  
高优先级的进程不能中止正在内核中运行的低优先级的进程而抢占CPU运行。进程一旦处于核心态(例如用户进程执行系统调用)，则除非进程自愿放弃CPU，否则该进程将一直运行下去，直至完成或退出内核。

抢占式内核的意义：  
首先，这是将Linux应用于实时系统所必需的。实时系统对响应时间有严格的限定，当一个实时进程被实时设备的硬件中断唤醒后，它应在限定的时间内被调度执行。而Linux不能满足这一要求，因为Linux的内核是不可抢占的，不能确定系统在内核中的停留时间。事实上当内核执行长的系统调用时，实时进程要等到内核中运行的进程退出内核才能被调度，由此产生的响应延迟，在如今的硬件条件下，会长达100ms级。这对于那些要求高实时响应的系统是不能接受的。而可抢占的内核不仅对Linux的实时应用至关重要，而且能解决Linux对多媒体(video, audio)等要求低延迟的应用支持不够好的缺陷。

在抢占模式下，操作系统负责分配ＣＰＵ时间给各个进程，一旦当前的进程使用完分配给自己的ＣＰＵ时间，操作系统将决定下一个占用ＣＰＵ时间的是哪一个线程。因此**操作系统将定期的中断当前正在执行的线程，将ＣＰＵ分配给在等待队列的下一个线程。所以任何一个线程都不能独占ＣＰＵ。**

\*\*每个线程占用ＣＰＵ的时间取决于进程和操作系统。进程分配给每个线程的时间很短,以至于我们感觉所有的线程是同时执行的。\*\*实际上,系统运行每个进程的时间有2毫秒,然后调度其他的线程。它同时他维持着所有的线程和循环,分配很少量的ＣＰＵ时间给线程。线程的的切换和调度是如此之快,以至于感觉是所有的线程是同步执行的。

**调度是什么意思?**

调度意味着处理器存储着将要执行完ＣＰＵ时间的进程的状态和将来某个时间装载这个进程的状态而恢复其运行。然而\*\*这种方式也有不足之处,一个线程可以在任何给定的时间中断另外一个线程的执行。\*\***假设一个线程正在向一个文件做写操作,而另外一个线程中断其运行,也向同一个文件做写操作**。 Windows 95/NT, UNIX使用的就是这种线程调度方式。

\*\*在非抢占的调度模式下,每个线程可以需要ＣＰＵ多少时间就占用ＣＰＵ多少时间。**在这种调度方式下,可能一个执行时间很长的线程**使得其他所有需要ＣＰＵ的线程”饿死”。\*\*在处理机空闲，即该进程没有使用ＣＰＵ时，系统可以允许其他的进程暂时使用ＣＰＵ。\*\*占用ＣＰＵ的线程拥有对ＣＰＵ的控制权，只有它自己主动释放ＣＰＵ时，其他的线程才可以使用ＣＰＵ。\*\*一些I/O和Windows 3。x就是使用这种调度策略。

在有些操作系统里面，这两种调度策略都会用到。

\*\*非抢占的调度策略在线程运行优先级一般时用到，而对于高优先级的线程调度则多采用抢占式的调度策略。\*\*如果你不确定系统采用的是那种调度策略，假设抢占的调度策略不可用是比较安全的。

在设计应用程序的时候，我们认为那些占用ＣＰＵ时间比较多的线程在一定的间隔是会释放ＣＰＵ的控制权的，这时候系统会查看那些在等待队列里面的与当前运行的线程同一优先级或者更高的优先级的线程，而让这些线程得以使用ＣＰＵ。如果系统找到一个这样的线程，就立即暂停当前执行的线程和激活满足条件的线程。如果没有找到同一优先级或更高级的线程，当前线程还继续占有ＣＰＵ。当正在执行的线程想释放ＣＰＵ的控制权给一个低优先级的线程，当前线程就转入睡眠状态而让低优先级的线程占有ＣＰＵ。