如何将java线程挂起一小段时间，比如100纳秒？

Question

我知道Thread.sleep()可以使java线程挂起一段时间，比如某些毫秒和某些纳秒。但问题是这个函数的调用也会带来开销。

例如，如果我希望线程挂起 100 纳秒，我会调用 Thread.sleep(0, 100)。这个过程的总成本是incall_cost + 100 纳秒，这可能比我想要的要大得多。我怎样才能避免这个问题并达到我的目的？

我需要这个的原因是我想离线进行模拟。我分析了任务的执行时间；现在我想通过在同一时间段内挂起一个线程来模拟这个执行时间。

谢谢！

Answer 1

睡眠的粒度通常受线程调度程序的中断周期的限制。在Linux中，这个中断周期在最近的内核中一般为1ms。在 Windows 中，调度程序的中断周期通常约为 10 或 15 毫秒

如果我必须暂停线程的时间少于此时间，我通常会使用繁忙等待

编辑：我怀疑您会在 jrockit +Solaris 上获得最佳结果。 Windows 盒子上的数字很可怕。

@Test
public void testWait(){
    final long INTERVAL = 100;
    long start = System.nanoTime();
    long end=0;
    do{
        end = System.nanoTime();
    }while(start + INTERVAL >= end);
    System.out.println(end - start);
}

Answer 2

对于模拟，我不会尝试实时模拟，因为这不会给您提供可重现的结果。即您无法测试您的模拟。

相反，我会使用数据驱动的模拟时钟，并尽可能快地运行所有内容。这将为您提供可重现的结果，并允许您比实时更快地进行模拟（例如快 2 倍到 100 倍）

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怀疑一个线程大约需要 10 微秒。尝试将线程挂起的时间少于此时间是没有意义的。

要忙等一小段时间，可以尝试一下。

long start = System.nanoTime();
while(start + delay >= System.nanoTime());

注意：正如 @EugeneBeresovsky 评论的那样，在你的机器运行了 292 年之后，这可能会溢出，所以你可以选择将其写为

while(System.nanoTime() - start < delay);

如果延误时间少于 292 年，则会罚款。 您可以使用 System.currentTimeMillis() 来实现更长的延迟。

然而，即使这样也是不可靠的，因为 System.nanoTime() 在 Centos 5.x 上可能需要长达 300 ns 的时间，因此调用它两次将花费比 100 ns 更长的时间。此外，许多操作系统的分辨率仅为 1000 ns（1 微秒），因此无论您要寻找的延迟如何，此循环都会等待最多 1 微秒。

相反，你可以做的是在一个短循环中忙碌等待，这不是优化的方式。

对于 100 ns 的延迟，我怀疑最好忙等待您正在等待的任何内容，而不是创建一个单独的忙循环。

Answer 3

public static void busySleep(long nanos)
{
  long elapsed;
  final long startTime = System.nanoTime();
  do {
    elapsed = System.nanoTime() - startTime;
  } while (elapsed < nanos);
}

Answer 4

进行繁忙的等待（即有一个 while 循环循环遍历这么多数字而不执行任何操作）。在程序开始时，您可以计算执行此繁忙等待所花费的时间，并增加或减少它以达到 5 纳秒

我发现 object.wait 在这个频率下变得毛茸茸的，还请注意，繁忙的等待解决方案很可能是依赖于机器的，因此为什么你应该在程序开始时有一个校准步骤

Answer 5

Thread.sleep()

的另一个问题是它不能保证在指定时间后唤醒。睡眠线程保证睡眠指定的纳秒/微秒，但不保证在此之后立即唤醒。既然您正在谈论纳秒，您可能想尝试

Object.wait(long, int)

。

我用上面的方法已经和10纳秒量级相当一致了。

Answer 6

为了等待 UDP 请求的答复，我想使用 Threads.leep(millis, nanos)，如 sleep(0,10)。 当调试 java 的 sleep(...) 源代码时，我发现在 windows java 中 nanos 被忽略了。如果 nanos > 0，millis 将增加，然后 sleep(millis) 将被调用！ 在 Windows 中睡眠 1 毫秒是最短的睡眠方式。

Answer 7

在Java 21中，有一个新特性：

Thread.sleep(millis, nanos)

Answer 8

假设生产者线程正在填充工作缓冲区，例如链表。 可以调整缓冲区的大小，使其在睡眠-唤醒周期内不会清空，并且 CPU 可以支持在睡眠时清空缓冲区的消费者线程。 您甚至可以增加缓冲区大小，直到您醒来时它不为空。 现在，睡眠时间是一个业务决策，因为存在切换开销。 上面有很多关于计算这一点的提示！

当然，有几个阻塞并发类，但通常它们的容量是固定的。 我必须相信，阻塞并不比线程挂起便宜。