概述

今天在整理之前學習資料時，偶然看見之前自己寫的demo：

public class MyTest {
    static volatile boolean temp = true;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            while (temp) {
                Thread.onSpinWait(); // Thread.sleep(0);
            }
            System.out.print("檢測到變量為false，退出循環");
        });
        thread.start();
        Thread.sleep(3000L);
        temp = false;
    }

}

運行結果：

檢測到變量為false，退出循環

為了使線程能夠更快的循環，以便讓我能夠及時的知道temp的狀態，盡快的進行下一次循環，在方法中我比較粗暴的加入了Thread.onSpinWait()方法，Thread.onSpinWait()方法大家可以認為是Thread.sleep(0)的作用，那么我為什么要加一個睡眠0毫秒的動作呢？讓線程掛起0毫秒有什么用途呢？

線程狀態

在Java中，線程有三個基本的狀態：就緒狀態（Runnable）、運行狀態（Running）和阻塞狀態（Blocked）。

• 就緒狀態（Runnable）：當線程被創建并啟動后，它進入就緒狀態。在就緒狀態下，線程已經準備好執行，但還沒有獲取到CPU的執行時間片。線程處于就緒狀態時，可以被調度器選擇為下一個要執行的線程。
• 運行狀態（Running）：當線程獲取到CPU的執行時間片時，它進入運行狀態。在運行狀態下，線程正在執行其任務代碼。線程會一直保持運行狀態，直到它主動放棄CPU的執行時間片，或者被其他高優先級線程搶占CPU。
• 阻塞狀態（Blocked）：線程在某些情況下會進入阻塞狀態。當線程在執行過程中遇到某些阻塞的情況，比如等待I/O操作、等待獲取鎖、等待其他線程的通知等，它會進入阻塞狀態。在阻塞狀態下，線程暫時停止執行，不會占用CPU資源。當阻塞條件滿足時，線程會被喚醒并重新進入就緒狀態，等待獲取CPU執行時間片。

線程的狀態轉換如下：

• 就緒狀態 -> 運行狀態：當線程被調度器選擇為下一個要執行的線程時，它從就緒狀態轉換為運行狀態。
• 運行狀態 -> 就緒狀態：線程主動調用yield()方法或者sleep()方法，或者被其他高優先級線程搶占CPU時，它從運行狀態轉換為就緒狀態。
• 運行狀態 -> 阻塞狀態：線程在執行過程中遇到阻塞條件，比如等待I/O操作或獲取鎖時，它從運行狀態轉換為阻塞狀態。
• 阻塞狀態 -> 就緒狀態：當阻塞條件滿足時，線程被喚醒，從阻塞狀態轉換為就緒狀態，等待獲取CPU執行時間片。

線程的狀態轉換是由操作系統的調度器和Java虛擬機共同管理的。通過合理地管理線程的狀態，可以實現多線程的并發執行和協作操作。

Thread.sleep(0)的意義

Java中，使用Thread.sleep(0)的目的是讓當前線程主動放棄CPU的執行時間片，以便給其他具有相同優先級的線程執行的機會。雖然參數為0，但實際上并不是讓線程休眠0毫秒，而是讓線程進入就緒狀態，等待重新獲取CPU執行時間。

使用Thread.sleep(0)的主要意義在于提高多線程程序的公平性和響應性。當一個線程執行Thread.sleep(0)時，操作系統會重新調度其他就緒狀態的線程，這樣可以避免某個線程長時間占用CPU而導致其他線程無法得到執行的情況，從而提高了程序的公平性。

此外，Thread.sleep(0)還可以用于線程間的協作。當一個線程需要通知其他線程進行某些操作時，可以使用Thread.sleep(0)來主動放棄CPU執行時間，讓其他線程有機會執行相應的操作。

Thread.onSpinWait()

@IntrinsicCandidate
public static void onSpinWait() {}

onSpinWait()方法是空實現，被@IntrinsicCandidate修飾，在JDK中，被@IntrinsicCandidate修飾的方法作為內部候選方法（intrinsic candidate）。內部候選方法是指可以由編譯器或虛擬機進行特殊處理的方法，以提供更高效的執行方式或更好的性能。

簡單來說就是jdk對Thread.onSpinWait()方法進行了特殊優化，那么優化后的效率到底有沒有提升呢？

public class MyTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            Thread.sleep(0);
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            Thread.onSpinWait();
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
        start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
        }
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
    }
}

運行結果：

23224
2
0

上述程序，循環一億次可以看出，在速度方面 空循環 > Thread.onSpinWait() > Thread.sleep(0)， 空循環和Thread.onSpinWait()僅存在細微差別。

在cpu利用方面: Thread.onSpinWait() = Thread.sleep(0) > 空循環