Java - 为什么这个基本的计时类会占用如此多的CPU？

Question

细节： 对于我开发的许多程序，我使用这个代码（或一些轻微的变体）来定期“打勾”一个方法，设置为变量tps（如果设置为32，则每秒调用方法tick 32次）。它非常重要，因此我无法从我的代码中删除它，因为动画和其他各种部分将会出问题。

不幸的是，由于某种原因，它似乎使用了相当可观的CPU使用率。前段时间，我考虑使用thread.sleep()来解决这个问题，但根据this post;的说法，它的精度不够高，因此不可行，因为这需要相当准确的时间控制。

它并没有使用那么多的cpu，在我的短暂测试中，一颗ryzen 1700的CPU使用率大约在6-11％之间，但考虑到它所做的很少，这仍然相当多。是否有 less cpu intensive 的方法来完成这个？还是时间上的精度对于常规使用来说太低了。

public class ThreadTest {

    public ThreadTest() {
        int tps = 32;

        boolean threadShouldRun = true;
        long lastTime = System.nanoTime();
        double ns = 1000000000 / tps;
        double delta = 0;
        long now;

        while (threadShouldRun) {
            now = System.nanoTime();

            delta += (now - lastTime) / ns;
            lastTime = now;

            while ((delta >= 1) && (threadShouldRun)) {
                tick();
                delta--;
            }
        }
    }

    public void tick() {

    }

    public static void main(String[] args) {
        new ThreadTest();
    }
}

基本概述：以上代码在使用Ryzen 1700时会占用6-11%的CPU，有没有一种方法在Java中完成相同的代码，并且在执行一定次数的代码时保持合理的时间，同时减少CPU的使用率。

- user5644457

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由于线程不断运行且没有休眠或主动让出，虽然意图是提供高精度，但会导致线程过热（并持续消耗CPU周期）。 - MadProgrammer

一个单线程的无限循环会占用一个核心，还有什么更/少的你想要的呢？;) - javaPhobic

这是一个解决的问题，建议您考虑使用调度服务。但即使不使用调度服务，只需在紧密循环中添加 Thread.yield()，您也可能会注意到一些改进，而风险极小。 - Paul Hicks

@PaulHicks 在Java 9中，你现在也可以使用Thread.onSpinWait();。 - Jacob G.

很酷，不知道这个。看起来onSpinWait()是专门用于需要发生其他事情的情况，所以在这种情况下，yield()可能是更具自我记录性的选项。 - Paul Hicks

Answer 1

一个不会占用太多CPU的简单替代方法是使用ScheduledExecutorService。例如：

public static void main(String[] args) {
    ScheduledExecutorService executor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

    executor.scheduleAtFixedRate(() -> {

    }, 0, 31250, TimeUnit.MICROSECONDS);
}

请注意，31250代表将1/32秒转换为微秒的值，因为该参数接受一个long类型。

- Jacob G.