主线程超过设定的休眠时间

Question

public static AtomicInteger num = new AtomicInteger(0);

public static void main(String[] args) throws Throwable {
    Runnable runnable = () -> {
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
            num.getAndAdd(1);
        }
    };

    Thread t1 = new Thread(runnable);
    Thread t2 = new Thread(runnable);
    t1.start();
    t2.start();

    System.out.println("before sleep");
    Thread.sleep(1000);
    System.out.println("after sleep");

    System.out.println(num);
}

我想设置主线程休眠1000ms，但实际上输出会等到两个子线程计算结束后才输出，但是当我把时间调到100ms时，主线程会不等待子线程结束。

Answer 1

I want to set the main thread to sleep for 1000ms

你做到了。

but in fact the output will wait until the calculation of the two sub-threads ends before outputting

你有一台电脑；这并不神奇；它的资源是有限的。您的 2 个线程是 'busy-spinning' - 时不时地工作而不是睡觉。当然，您的线程将休眠 1000 毫秒。它可能不允许运行因为系统正忙于做其他事情（例如你的 2 个计算线程正在忙着旋转）。

如果您想等待一个线程完成，请调用 t1.join()，它将休眠直到该线程完成。然后调用 t2.join()，瞧。

如果您想让线程暂时不做任何事情，请使用一种机制让它休眠，例如 Thread.sleep、wait/notifyAll 或 java.util.concurrent包。比如轮询一个blockingqueue。

Answer 2

这是与 HotSpot 相关的重要效果 Safepoint mechanism。

背景

通常 HotSpot JVM 在循环内添加一个安全点轮询，以允许在 JVM 需要执行 stop-the-world 操作时暂停线程。安全点轮询不是免费的（即它有一些性能开销），因此 JIT 编译器会尽可能地尝试消除它。其中一项优化是从 counted loops.

中删除安全点轮询

for (int i = 0; i < 1000000000; i++)是一个典型的计数循环：它有一个单调整数循环变量（计数器）和有限的迭代次数。 JDK 8 JIT 在没有安全点轮询的情况下编译这样的循环。但是，这是一个很长的循环；需要几秒钟才能完成。虽然此循环是运行，但 JVM 将无法停止线程。

HotSpot JVM 不仅将安全点用于 GC，还用于 . In particular, it stops Java threads periodically when there are 。周期由 -XX:GuaranteedSafepointInterval 选项控制，默认为 1000 毫秒。

你的例子发生了什么

你开始了两个不可中断的长循环（内部没有安全点检查）。
主线程休眠 1 秒。
1000 毫秒 (GuaranteedSafepointInterval) 后，JVM 尝试在安全点停止 Java 线程以进行定期清理，但在计数的循环完成之前无法执行此操作。
Thread.sleep 来自原生的方法returns，发现正在进行安全点操作，并挂起直到操作结束。

此时主线程正在等待循环完成 - 正是您所观察到的。

当您将休眠持续时间更改为 100 毫秒时，保证安全点发生在 Thread.sleep returns 之后，因此该方法不会被阻止。

或者，如果您保留 1000 毫秒睡眠，但增加 -XX:GuaranteedSafepointInterval=2000，主线程也不必等待。

修复

-XX:+UseCountedLoopSafepoints 选项关闭消除安全点轮询的优化。在这种情况下，Thread.sleep 将按预期休眠 1 秒。

此外，如果将 int i 更改为 long i，循环将不再被视为计数，因此您不会看到提到的安全点效果。

自 JDK10 起，HotSpot 实施了 Loop Strip Mining 优化，解决了计数循环中安全点轮询的问题，而没有太多开销。因此，您的示例在 JDK 10 及更高版本中应该开箱即用。

在this issue的描述中可以找到很好的问题解释和解决方案。

主线程超过设定的休眠时间

The main thread exceeds the set sleep time

java

multithreading

jvm

背景

你的例子发生了什么

修复