互斥锁线程是否使用 CPU 时间？

Question

我尝试将线程中的 sleep() 函数更改为 pthread_cond_timedwait()，以便在需要时可以从另一个线程停止暂停。我的问题是关于效率。因为据我了解，在使用 sleep() 时，线程处于被动等待状态，因此不会发生额外的 cpu 使用。调度程序如何处理互斥锁线程？它与 sleep() 相同还是在这种情况下正在积极等待？因为我可能会使用很多线程，这些线程会被暂停很长一段时间（几分钟、几小时或几天），我担心我可能会使用不必要的 CPU 时间。

Answer 1

以下是提炼几乎所有多线程操作系统的行为的最佳方法，无需考虑笼统的概括：

线程通常表示为存储上下文的数据结构。调度程序保留当前“可运行”的线程结构列表。如果一个线程从“可运行”列表中删除，它将不会被安排在任何可用的 CPU 上运行。

互斥锁通常被实现为对拥有互斥锁的线程结构的引用，以及等待它的线程列表。一个线程不能同时在等待列表和调度程序的可运行列表中。因此，无法调度等待互斥锁的线程，也无法占用 CPU 资源。

有一些注意事项和细节。例如，在多 CPU 系统上，互斥锁实现实际上可能允许在被放入等待队列之前进行短时间的“自旋等待”。这涵盖了锁定可能仅由另一个 CPU 上的另一个线程短暂持有的情况，在这种情况下，完整的上下文切换可能会更昂贵。不过，一般而言，您可以假设从调度程序的角度来看，阻塞的线程将无法运行。

Answer 2

不，等待互斥体不会占用 CPU 时间。互斥体是在内核中实现的，因此它使线程处于休眠状态，直到互斥体被解锁。