Java阻塞线程会占用更多的CPU资源吗？

Question

我想问一下，当线程被阻塞时（例如等待锁定被另一个线程锁定的监视器），Java是否会利用更多的CPU资源？

我现在正在查看一个线程转储，其中一些线程被阻塞，因为它们正在等待锁定监视器，我不确定这是否是高CPU使用率的原因。

谢谢！

编辑（2011年5月6日）：我忘了提到这种行为是否与Java SE 1.4.2相关。

- OCB

Answer 1

线程会消耗诸如内存等资源。阻塞/非阻塞线程会产生一次性成本。如果一个线程每秒阻塞/非阻塞数万次，这将浪费大量的CPU资源。

但是一旦线程被阻塞，无论它被阻塞多长时间，都不会有持续的成本。

- Peter Lawrey

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根据@sjlee发布的答案，我了解到如果自旋锁与阻塞线程有关，则会导致CPU利用率增加。因此，您不认为声称阻塞线程始终是无成本的假设有点过于强硬了吗？ - Vishal K

请原谅我，但我真的很想知道您对我的先前评论的看法。或者，任何关于这个主题的链接或指针都将是很好的！ - Vishal K

@VishalK 如果线程阻塞的时间相对较长，例如几十毫秒，则阻塞线程的成本较低。但是，对于非常短的时间段，阻塞可能会产生很高的开销。 - Peter Lawrey

感谢Peter提供宝贵的意见。那么，这是否意味着对于非常短暂的阻塞线程，JVM会涉及自旋锁机制？是否有任何文章可以在JVM层面上为我提供深入的了解？ - Vishal K

@VishalK 我会查看已记录的 ReentrantLock 源代码。 - Peter Lawrey

Answer 2

答案并不简单。有些情况下，进入阻塞状态的线程可能导致 CPU 利用率增加。

大多数 JVM 使用分层锁算法，其中包括一些针对短时间持锁的锁定机制，例如自旋锁。当线程尝试获取监视器并发现无法获取时，JVM 可能会将其放在循环中，并让线程尝试获取监视器，而不是立即切换上下文。如果在某个特定的尝试次数或持续时间之后，该线程未能获取锁（取决于具体的 JVM 实现），则 JVM 将切换到“fat lock”或“inflated lock”模式，并切换掉该线程。

正是在自旋锁行为中，您可能会承担 CPU 成本。如果您的代码持锁时间非常短且竞争激烈，则可能会看到 CPU 利用率明显增加。有关 JVM 使用各种技术来降低竞争成本的讨论，请参见http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jtp10185/index.html。

- sjlee

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谢谢您的解释，Lawrey的回答让我有些疑问，而您回答得很好。 - gagarwa

Answer 3

不，被阻塞在监视器上的线程不会占用额外的CPU时间。

- Greg Hewgill

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那些处于WAITING/TIMED_WAITING状态的线程怎么办？ - Diego Ramos

Answer 4

暂停或阻塞的线程不会消耗任何CPU时间。

- Umesh K