Jakie są główne zastosowania yield () i czym różni się od join () i interrupt ()?

Widzę, że pytanie zostało reaktywowane z bounty, teraz pytanie, Jakie są praktyczne zastosowania yield. Podam przykład z mojego doświadczenia.

Jak wiemy, yield zmusza wywołujący wątek do rezygnacji z procesora, na którym jest uruchomiony, aby inny wątek mógł zostać uruchomiony. Jest to przydatne, gdy bieżący wątek zakończył na razie pracę, ale chce szybko wrócić na początek kolejki i sprawdzić, czy jakiś warunek się zmienił. Czym to się różni od zmiennej warunkowej? yield umożliwia szybszy powrót wątku do stanu uruchomionego. Podczas oczekiwania na zmienną warunkową wątek jest zawieszony i musi czekać na inny wątek, aby zasygnalizować, że powinien być kontynuowany. yield zasadniczo mówi "pozwól uruchomić inny wątek, ale pozwól mi wrócić do pracy bardzo szybko, ponieważ oczekuję, że coś zmieni się w moim stanie bardzo szybko". To wskazuje na ruchliwe spinning, gdzie warunek może się szybko zmienić, ale zawieszenie wątku byłoby / align = "left" /

Ale dość bełkotania, oto konkretny przykład: wzór równoległy wavefront. Podstawową instancją tego problemu jest obliczanie pojedynczych "Wysp" 1s w tablicy dwuwymiarowej wypełnionej 0s i 1s. "wyspa" to grupa komórek, które sąsiadują ze sobą w pionie lub poziomie: {]}

1 0 0 0
1 1 0 0
0 0 0 1
0 0 1 1
0 0 1 1

Tutaj mamy dwie wyspy 1s: góra-lewo i dół-prawo.

Prostym rozwiązaniem jest wykonanie pierwszego przejścia przez całą array and replace the 1 values with an incrementing counter that by the end each 1 was replace with its sequence number in row major order:

1 0 0 0
2 3 0 0
0 0 0 4
0 0 5 6
0 0 7 8

W następnym kroku każda wartość jest zastępowana przez minimum między sobą a wartościami sąsiadów:

1 0 0 0
1 1 0 0
0 0 0 4
0 0 4 4
0 0 4 4

Możemy teraz łatwo określić, że mamy dwie wyspy.

Część, którą chcemy uruchomić równolegle, to krok, w którym obliczamy minima. Bez wchodzenia w zbyt wiele szczegółów, każdy wątek dostaje rzędy w sposób przeplatany i opiera się na wartościach obliczonych przez wątek przetwarzający powyższy wiersz. W związku z tym każdy wątek musi nieznacznie pozostawać za wątkiem przetwarzającym poprzedni wiersz, ale musi również nadążyć w rozsądnym czasie. Więcej szczegółów i implementację przedstawiam w niniejszym dokumencie . Zwróć uwagę na użycie sleep(0), które jest mniej więcej odpowiednikiem C yield.

W tym przypadku yield został użyty w celu zmuszenia każdego wątku po kolei do wstrzymania, ale ponieważ wątek przetwarzanie sąsiedniego wiersza przyspieszyłoby w międzyczasie bardzo szybko, zmienna warunkowa okazałaby się katastrofalnym wyborem.

Jak widzisz, yield jest dość drobnoziarnistą optymalizacją. Użycie go w niewłaściwym miejscu np. czekanie na warunek, który sam się zmieni, spowoduje nadmierne użycie procesora.

O różnicach między yield(), interrupt() i join() - ogólnie, nie tylko w Javie:

1. poddanie się : dosłownie "poddanie się" oznacza odpuszczenie, poddanie się, poddanie się. Wydajny wątek mówi systemowi operacyjnemu (lub maszynie wirtualnej, lub co innego), że jest skłonny pozwolić innym wątkom być zaplanowane w jego miejsce. To wskazuje, że nie robi czegoś zbyt krytycznego. To tylko podpowiedź i nie gwarantuje żadnego efektu.
2. dołączenie : Kiedy wiele wątków "łączy" na jakimś uchwycie, tokenie lub encji, wszystkie z nich czekają, aż wszystkie inne odpowiednie wątki zakończą wykonywanie (w całości lub na własne odpowiednie połączenie). Oznacza to, że kilka wątków wypełniło swoje zadania. Następnie każdy z tych wątków może być zaplanowany do kontynuowania innej pracy, będąc w stanie założyć, że wszystkie te zadania są rzeczywiście zakończone. (Nie mylić z łączami SQL!)
3. interruption : używany przez jeden wątek do "szturchnięcia" innego wątku, który śpi, czeka lub dołącza - tak, że ma być zaplanowane, aby kontynuować pracę ponownie, być może ze wskazaniem, że zostało przerwane. (Nie mylić z przerwami sprzętowymi!)

W szczególności Java, Zobacz

1. Dołączenie:

   Jak korzystać z wątku.dołączyć? (tutaj na StackOverflow)

   Kiedy łączyć wątki?

3. Przerywanie:

   Jest Nitką.przerywać () (tutaj na StackOverflow)

Po pierwsze, rzeczywisty opis to

Powoduje, że aktualnie wykonujący obiekt wątku tymczasowo wstrzymuje i Zezwalaj na wykonywanie innych wątków.

Jest bardzo prawdopodobne, że twój główny wątek uruchomi pętlę pięć razy przed wykonaniem metody run nowego wątku, więc wszystkie wywołania yield będą miały miejsce dopiero po wykonaniu pętli w głównym wątku.

join zatrzyma bieżący wątek, dopóki wątek nie zostanie wywołany przez join() jest wykonywana.

interrupt spowoduje przerwanie wątku, w którym jest wywoływany, powodując InterruptedException.

yield Umożliwia przełączanie kontekstu na inne wątki, więc ten wątek nie pochłonie całego wykorzystania procesora procesowego.

Jakie są w rzeczywistości główne zastosowania yield ()?

Yield sugeruje procesorowi, że można zatrzymać bieżący wątek i rozpocząć wykonywanie wątków z wyższym priorytetem. Innymi słowy, przypisanie wartości niskiego priorytetu do bieżącego wątku, aby pozostawić miejsce dla bardziej krytycznych wątków.

Wierzę, że poniższy kod daje taki sam wynik zarówno podczas używania yield (), jak i gdy go nie używa. Czy to prawda?

Nie, te dwa wyniki będą różne. Bez funkcji yield (), gdy wątek uzyska kontrolę, uruchomi pętlę 'Inside run' za jednym zamachem. Jednak przy użyciu metody yield(), gdy wątek uzyska kontrolę, wydrukuje "Inside run" raz, a następnie przekaże kontrolę innemu wątkowi, jeśli taka istnieje. Jeśli nie ma wątku w toku, wątek zostanie wznowiony ponownie. Tak więc za każdym razem, gdy "Inside run" jest wykonywany, będzie szukał innych wątków do wykonania i jeśli żaden wątek nie jest dostępny, bieżący wątek będzie nadal wykonywany.

W Jaki Sposób jest yield () różni się od metod join() i interrupt ()?

Yield() służy do dawania miejsca innym ważnym wątkom, join() służy do oczekiwania na zakończenie wykonania kolejnego wątku, a interrupt () służy do przerwania aktualnie wykonującego wątku, aby zrobić coś innego.

Aktualne odpowiedzi są nieaktualne i wymagają zmiany, biorąc pod uwagę ostatnie zmiany.

Nie ma praktycznej różnicy Thread.yield() pomiędzy wersjami Javy od 6 do 9.

TL; DR;

Wnioski oparte na kodzie źródłowym OpenJDK (http://hg.openjdk.java.net/).

Jeśli nie wziąć pod uwagę obsługi hotspot sond USDT (informacje o śledzeniu systemu opisane są w DTrace guide) i właściwości JVM ConvertYieldToSleep wtedy kod źródłowy {[8] } jest prawie taki sam. Zobacz Wyjaśnienie poniżej.

Java 9:

Thread.yield() wywołanie metody specyficznej dla systemu operacyjnego os::naked_yield():
Na Linuksie:

void os::naked_yield() {
    sched_yield();
}

W Systemie Windows:

void os::naked_yield() {
    SwitchToThread();
}

Java 8 i wcześniejsze:

Thread.yield() wywołanie metody specyficznej dla systemu operacyjnego os::yield():
Na Linuksie:

void os::yield() {
    sched_yield();
}

W Systemie Windows:

void os::yield() {  os::NakedYield(); }

Jak widzisz, Thread.yeald() w Linuksie jest identyczny dla wszystkich wersji Javy.
Zobaczmy Windows os::NakedYield() z JDK 8:

os::YieldResult os::NakedYield() {
    // Use either SwitchToThread() or Sleep(0)
    // Consider passing back the return value from SwitchToThread().
    if (os::Kernel32Dll::SwitchToThreadAvailable()) {
        return SwitchToThread() ? os::YIELD_SWITCHED : os::YIELD_NONEREADY ;
    } else {
        Sleep(0);
    }
    return os::YIELD_UNKNOWN ;
}

Różnica pomiędzy Javą 9 a Javą 8 w dodatkowym sprawdzeniu istnienia metody SwitchToThread() API Win32. Ten sam kod występuje w Javie 6.
Kod źródłowy os::NakedYield() w JDK 7 jest nieco inny, ale ma takie samo zachowanie:

    os::YieldResult os::NakedYield() {
    // Use either SwitchToThread() or Sleep(0)
    // Consider passing back the return value from SwitchToThread().
    // We use GetProcAddress() as ancient Win9X versions of windows doen't support SwitchToThread.
    // In that case we revert to Sleep(0).
    static volatile STTSignature stt = (STTSignature) 1 ;

    if (stt == ((STTSignature) 1)) {
        stt = (STTSignature) ::GetProcAddress (LoadLibrary ("Kernel32.dll"), "SwitchToThread") ;
        // It's OK if threads race during initialization as the operation above is idempotent.
    }
    if (stt != NULL) {
        return (*stt)() ? os::YIELD_SWITCHED : os::YIELD_NONEREADY ;
    } else {
        Sleep (0) ;
    }
    return os::YIELD_UNKNOWN ;
}

Dodatkowe sprawdzenie zostało odrzucone z powodu metody SwitchToThread() są dostępne od Windows XP i Windows Server 2003(zobacz MSDN notes).

Thread.yield() powoduje przejście wątku ze stanu "Running" do stanu" Runnable". Uwaga: nie powoduje, że wątek przechodzi w stan "oczekiwania".

Wątek.yield ()

Kiedy wywołujemy wątek.metoda yield (), scheduler wątków utrzymuje aktualnie uruchomiony wątek do stanu Runnable i wybiera inny wątek o takim samym lub wyższym priorytecie. Jeśli nie ma wątku o równym i wyższym priorytecie, to zmienia on wywołanie wątku yield (). Pamiętaj metoda wydajności nie powoduje, że wątek przejdzie do stanu oczekiwania lub zablokowania. Może tylko utworzyć wątek ze stanu Runnable do stanu Runnable.

Join ()

Gdy join jest wywoływane przez instancję wątku, ten wątek powie aktualnie wykonującemu wątek, aby poczekał na zakończenie wątku. Join jest używany w sytuacjach, gdy zadanie, które powinno zostać ukończone przed zakończeniem bieżącego zadania.

Yield () służy głównie do wstrzymania aplikacji wielowątkowej.

Wszystkie te różnice to yield() zatrzymuje wątek podczas wykonywania innego wątku i wraca po zakończeniu tego wątku, join() połączy początek wątku wykonując go do końca i innego wątku uruchomić po zakończeniu tego wątku, interrupt() zatrzyma wykonanie wątku na jakiś czas.