如何避免在 Java 中忙于旋转答案

【问题标题】：How to avoid busy spinning in Java如何避免在 Java 中忙于旋转
【发布时间】：2014-12-20 00:07:14
【问题描述】：

我有一个多线程应用程序，其中一个线程将消息发送到另一个线程。等待线程轮询消息并做出反应（处理锁）。像这样：

等待线程代码：

while(true)
{
  if(helloArrived())
    System.out.println("Got hello");
  if(byeArrived())
    System.out.println("Got bye");
  if(stopArrived())
    break;
}

我想避免这种占用 CPU 的技术并改用其他方法。有什么想法吗？

编辑：实际代码如下：

BlockingQueue<Mail> killMeMailbox = new LinkedBlockingQueue<Mail>();
BlockingQueue<Mail> messageMailbox = new LinkedBlockingQueue<Mail>();

public void run()
    {
        while(true)
        {
            if(killMeMailbox.size() > 0)
            {
                break;
            }
            if(messageMailbox.size() > 0)
            {
              System.out.println(messageMailbox.poll());
            }
        }
     }

public void receiveMail(Mail mail)
    {
        //kill
        if(mail.from == -1)
        {
            killMeMailbox.add(0);
        }
        else
        {
            //other
            try
            {
                messageMailbox.put(mail);
            }
            catch(Exception e)
            {
                System.out.println(e.getMessage());
            }
        }
    }

【问题讨论】：

生产者消费者问题。你试过你的朋友谷歌吗？
docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/…
你需要一个消息队列。您可以使用 BlockingQueue，因此等待线程将被阻塞，直到消息到达。
我实际上正在使用该数据结构。但我正在检查函数的大小并将其清除为句柄。有错吗？
@Josh 在您使用队列的位置显示您的代码。

标签： java multithreading mutex

【解决方案1】：

您是否尝试过放置一些 Thread.sleep 以避免不断执行 while 循环？它将为您的其他线程释放 CPU 并避免占用空间

http://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/sleep.html

【讨论】：

虽然在某些情况下使用sleep 可能有效，但出于响应性原因，使用notifyAll()/wait() 更好。
然后只需稍作休眠或使用其他数据结构。我认为有一些像 BlockingQueue 这样的结构允许线程等待队列中的某些东西

【解决方案2】：

如果您可以根据任务执行器重新表述您的问题，请考虑使用SingleThreadExecutor。如果您需要更奇特的东西 - a concurrent queue 甚至 wait()/notify()。

【讨论】：

【解决方案3】：

避免这种情况的正确方法是使用java.lang.Object 实现的等待/通知机制，或Java 类库提供的更高级别的并发机制之一：

semaphores,
latches / cyclic barriers,
阻塞队列；例如实现BlockingQueue 接口的类。

（选择最适合您的特定用例的机制...）

使用Thread.sleep 不是一个好的解决方案。虽然您减少了 CPU 负载（与轮询循环相比），但另一方面是您降低了响应能力。

我现在正在使用 BlockingQueue。但也许我做错了。我刚刚添加了上面的实际代码。你看到我的问题了吗？

是的。您正在以一种旨在避免阻塞的方式使用队列。那是错误的做法。你应该使用take()（它会阻塞直到有条目可用）而不是poll()，并去掉测试队列大小的代码。

您的“killMeMailbox”似乎旨在让您停止等待邮件。您应该能够使用Thread.interrupt 来实现它。（中断将解除对take() 调用的阻塞...）

【讨论】：

我建议提及LockSupport 而不是等待/通知。它是等待/通知的一对一替代品，但不受竞争条件的影响。
我现在正在使用 BlockingQueue。但也许我做错了。我刚刚添加了上面的实际代码。你看到我的问题了吗？
@MarkoTopolnik - 我听到你说的，但我不熟悉。我可以建议您添加自己的答案来解释如何使用它。
完美！ Take() 是我所缺少的。谢谢！
无论如何，这些机制都太低级了，所以在这里写一个完整的答案是没有意义的。但由于 wait/notify 已被有效弃用（discouraged 是这个词），我不想提及它。

【解决方案4】：

你正在做busy waiting。你不应该这样做，因为它会浪费 CPU 周期。等待某个事件的线程或进程应该在blocked state 中。以下是实现此目的的可能方法：

使用Semaphores
对wait/notify使用同步方法
对于专门在线程之间交换消息，使用BlockingQueues 可能是最佳选择

【讨论】：