Java应用程序中动态分配CPU资源 - 编程入门网

2. 由于在Java系统中，线程被包装在一个Java语言的对象类—Thread中，所以为了完成Java语言对象和操作系统线程的对应，Java线程的系统开销还是比较大的(在NT 4.0中，平均每个线程大致占用30KB内存)。因此如果让Thread对象个数和成千上万的任务数同比例增长，就显然是不合理的。

综上所述，根据并发多任务的大规模需求和Java平台固有的特点，想要利用Java Thread对象的优先级调整CPU资源的分配是非常困难的，所以应该尽量避免让线程和任务直接对应，也尽量避免使用操作系统线程优先级的调度机制。

解决方案

根据以上分析，问题的症结在于：多任务系统中的任务在Java语言中的对应以及任务间的相互调度。

从本质上看，一个任务就是一系列对象方法的调用序列，与Java的Thread对象或者别的类的对象没有必然联系。在避免使用不同操作系统线程调度且同时Java虚拟机又没有线程调度能力的情况下，要想构造一个协调式多任务系统，让各个任务相互配合就成了最直接的思路。协调式多任务系统一般有以下特点：

1. 任务由消息驱动，消息的响应代码完成任务逻辑的处理;

2. 消息队列完成消息的存储和管理，从而利用消息处理的次序体现任务优先级的不同;

3. 任务中耗时的消息响应逻辑能够主动放弃CPU资源，让别的任务执行(像Windows 3.1中的Yield函数、Visual Basic中的DoEvents语句)。

可能出于巧合，Java语言具有构造协调式多任务系统天然的条件。Java对象的方法不仅是一个函数调用，它还是一个java.lang.reflect.Method类的对象。而所有对象的方法都可以通过Method类的invoke方法调用。如果能使每个任务所对应的一系列方法全部以对象形式包装成消息，放到消息队列中，然后再按照自己的优先级算法将队列中的消息取出，执行其Method对象的invoke调用，那么一个基本的协调式多任务系统就形成了。其中，任务的优先级和线程的优先级没有绑定关系。该系统的主体调度函数可以设置成一个“死循环”，按照需要的优先级算法处理消息队列。对于有多重循环、外设等待等耗时操作的消息响应函数，可以在响应函数内部递归调用主体调度函数,这一次调用把原来的“死循环”改成在消息队列长度减少到一定程度(或者为空)后退出。退出后，函数返回，执行刚才没有完成的消息响应逻辑，这样就非常自然地实现了协调式系统中任务主动放弃CPU资源的要求。

如果仅仅做到这一步，完成一个像Windows 3.1中的多任务系统，实际只用了一个线程，没有利用Java多线程的特点。应该注意到，虽然Java系统中线程调度与平台相关，但是相同优先级的线程之间分时运行的特点基本上是不受特定平台影响的。各个相同优先级的线程共享CPU资源，而线程又被映射成了Java语言中的Thread对象。这些对象就可以被认为是CPU资源的代表。Thread与线程执行代码主体的接口—Runnable之间是多对一的关系。一个Runnable可以被多个Thread执行。只要将Runnable的执行代码设置成上述的消息调度函数，并和消息队列对应上，那么就可以通过控制为它服务的Thread个数来决定消息队列执行的快慢，并且在运行时可以动态地新增(new)和退出Thread对象。这样就能任意调整不同消息队列在执行时所占用CPU资源的多少。至此，任何一个Java调用都可以在Thread个数不同的消息队列中选择，并可以调整这些消息队列服务的Thread个数，从而实现在运行时调整任务所占用的CPU资源。

纵观整个方案，由于仅仅基于Java语言固有的Method对象，不同任务间动态分配CPU资源并没有对任务的性质及其处理流程有任何限制，那么在消息队列中没有高优先级

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