在Java中使用忙等待作为等待策略

在动态的Java编程世界中，实现最佳性能通常是开发者的首要目标。在这个领域，不同的等待策略，包括忙等待，可以发挥关键作用。本文旨在详细讲解Java中忙等待作为一种等待策略，为什么它很重要以及如何有效地利用它。

理解等待策略

在并发编程中，等待策略决定了当线程没有可用工作时应该如何等待。不同的等待策略会极大地影响并发应用程序的性能。一种常用的方法是阻塞，其中线程放弃其处理器时间并进入睡眠状态，直到有新的工作可用。但是，唤醒一个休眠的线程可能需要大量时间，从而导致延迟敏感型应用程序的性能下降。这就是忙等待发挥作用的地方。

忙等待是一种等待策略，其中线程持续循环（或“旋转”），直到有工作可用。此策略避免了线程唤醒带来的延迟，但代价是更高的CPU利用率。忙等待最适合在低延迟、高性能的应用程序中使用，在这些应用程序中，等待工作的等待时间通常小于将线程置于睡眠状态并唤醒它的成本。

在Java中，您可以创建一个简单的忙等待循环，如下所示：

while (!workAvailable()) {
   Thread.onSpinWait();
}

这里，workAvailable()是一个方法，用于检查线程是否有工作。如果没有可用工作，线程将调用Thread.onSpinWait()，这提示JVM它处于忙等待循环中。

Java 9引入了Thread.onSpinWait()方法，该方法专门用于忙等待。当线程调用此方法时，它向JVM发出信号，表明它处于忙等待循环中。这允许JVM和底层硬件优化自旋循环的执行，例如，通过降低功耗或自旋线程的优先级。

尽管忙等待具有降低延迟的潜力，但应谨慎使用，因为它会导致高CPU使用率。它最适合在低延迟至关重要的高性能应用程序中使用，并且等待工作的等待时间通常很短。例如，金融交易系统或高性能游戏服务器。

相反，对于CPU使用率比低延迟更重要的应用程序，或者线程经常需要长时间等待工作的应用程序，其他等待策略（如yield或阻塞）可能更合适。

掌握不同的等待策略，包括忙等待，对于编写高效的并发Java应用程序至关重要。在某些情况下，忙等待可以显著降低延迟，但由于其高CPU使用率，需要谨慎使用。Java 9中引入的Thread.onSpinWait()方法为在Java中实现和优化忙等待循环提供了一个宝贵的工具。

请记住，等待策略的选择应始终取决于应用程序的具体需求。了解不同等待策略的权衡，可以做出明智的决策，并在Java中创建高性能、可扩展和高效的应用程序。

Siva Sai

更新于：2023年7月19日

浏览量：351

完成课程获得认证