Java 中用到的线程调度算法主要是时间片轮转和优先级抢占,具体实现依赖于各种 JVM 和操作系统的情况。
1、时间片轮转
时间片轮转是一种非常常见的调度算法,它通过将处理器时间分成固定周期,并将每个任务分配固定的时间片进行执行,来确保公平性和响应性。
在 Java 中,时间片轮转算法通常是由 JVM 调度器来执行的,其中线程的执行被分为几个连续的时间片,JVM 会根据一定的规则决定当前线程活动时长是否已超过最大时间片,如果该时间已超过,则强制暂停当前线程的执行,并将 CPU 时间片分配给下一个线程。因此,这种算法可以避免线程的永久阻塞并提高系统的容错性。
2、优先级抢占
优先级抢占是另一种常见的调度算法,在这种模式下,更高优先级的线程会优先执行。与时间片轮转不同,线程不需要轮流运行,而是在满足条件后以无限期等待的方式运行。当更高优先级的任务出现时,调度器会中断当前线程并执行较高优先级的任务,这种方式也称为"抢占式调度"。
在 Java 中,线程的优先级通常是由 Thread 类提供的 setPriority() 方法或者相应构造函数来设置,优先级范围为 1-10 (默认为 5)。在 JVM 中,越高的优先级任务具有更多的执行机会,但并不能保证所有任务都获得机会。实际上,在某些情况下低优先级任务可能会一直等待而无法执行,而这种情况称为"饥饿问题"。
3、其他算法
除了时间片轮转和优先级抢占外,Java 中还可以使用许多其他类型的调度算法,例如多级反馈队列调度、最短作业优先等,其中多级反馈队列调度也是比较流行且常用的。在该算法中,不同的任务被组织成一个任务序列,并分配到多个不同的容量栏以内。当任务进入队列后,它将被放置在第一列,然后逐渐向前移动,如果该任务需要更多时间才能完成,则移向含有更大时间片的队列。
总之,在 Java 中采用哪种线程调度算法取决于各种因素,包括运行环境(JVM 或操作系统)、需求性能等因素。在选择适当的调度算法时,我们必须仔细考虑这些因素,并为特定的需求设计一个好的、可扩展的执行策略。