Bagaimana cara tidur thread?

Ketika Anda tidur utas, apa yang sebenarnya terjadi?

Saya melihat bahwa menidurkan utas "menjeda utas saat ini untuk jangka waktu tertentu" . Tapi bagaimana cara kerjanya?

Menurut How Thread.sleep () bekerja secara internal dan Bagaimana Thread.sleep benar-benar berfungsi? :

• durasi tidur akan dikenakan granularity khusus sistem
• tidur menghalangi
• utas meninggalkan CPU dan menghentikan eksekusi
• utas tidak menghabiskan waktu CPU saat tidur

Saya tidak bisa mengerti mekanisme internal dan fundamental dari apa arti semua ini.

Saya mengerti bahwa ada sesuatu yang disebut scheduler yang bertanggung jawab untuk beralih antar utas.

Sumber tampaknya menunjukkan bahwa ini bervariasi berdasarkan OS (atau perangkat keras?) Dan sebagian besar utas diberikan 1ms - 60ms atau lebih untuk melakukan beberapa tindakan sebelum CPU beralih ke utas lainnya.

Tetapi ketika sebuah thread tertidur (misalnya, beberapa detik), bagaimana cara melanjutkannya? Saya kira timer terlibat, entah bagaimana, itu jam motherboard? Apakah ini terkait dengan laju jam CPU?

Dan bahkan jika timer terlibat, bagaimana CPU tahu kapan waktunya untuk memperhatikan utas lagi? Bukankah harus selalu memeriksa utas untuk melihat apakah sudah siap? Bukankah itu efektif polling dan karena itu jenis ini memakan waktu CPU?

Apakah tidur thread-bahasa khusus atau OS bertanggung jawab untuk itu atau itu hal yang spesifik CPU?

Bisakah seseorang menjelaskan hal ini kepada saya dengan penjelasan dasar tentang hal-hal seperti scheduler dan apa yang CPU lakukan selama semua ini?

Ada jauh lebih banyak yang terlibat dalam menjalankan program daripada hanya kode dalam program itu.

Program apa pun yang berjalan dalam multi-proses OS berada di bawah kendali penjadwal OS , dan penjadwal tidak mempertahankan tabel eksplisit yang mengatakan proses apa yang sedang berjalan, mana yang sedang menunggu untuk dijalankan ketika siklus CPU tersedia, dan mana yang bahkan tidak mencoba lari (tidur). Penjadwal biasanya memberikan irisan waktu berukuran genap untuk proses tergantung pada prioritas dan riwayat eksekusi mereka. Pada akhirnya, loop ini digerakkan oleh interupsi perangkat keras, biasanya dihasilkan oleh osilator di papan utama.

Tidur selalu merupakan fitur yang didukung oleh bahasa pemrograman hanya karena lingkungan run-time di mana itu akan dijalankan mendukungnya. Suatu program normal tidak dapat menangguhkan dirinya sendiri , ia hanya dapat memberi tahu penjadwal bagaimana ia ingin diperlakukan - dan penjadwal itu sama sekali tidak berkewajiban atau bahkan selalu mampu memenuhi keinginan itu. Pikirkan laptop yang sedang ditutup dan memasuki mode hibernasi; osilator papan utama terus berdenyut, tetapi karena penjadwal tidak berjalan, tidak ada proses yang dapat berjalan tidak peduli seberapa tinggi prioritasnya.

Seperti yang disebutkan Doc Brown dalam komentar, interupsi adalah kuncinya, dan bukan hanya untuk tidur.

Interupsi adalah sinyal perangkat keras bahwa prosesor harus menghentikan apa yang dilakukannya dan menjalankan sepotong kode. Perangkat eksternal memicu interupsi ketika mereka membutuhkan perhatian prosesor: misalnya, ketika disk selesai membaca data, atau tombol telah ditekan, atau penghitung waktu mundur pada motherboard telah mencapai nol.

Kode penanganan interupsi umumnya sangat kecil dan sangat cepat. Misalnya, ketika disk menunjukkan blok telah disalin ke memori, OS mungkin hanya merekam fakta itu dalam daftar "blok siap" di suatu tempat dan kemudian kembali ke apa pun yang sedang dilakukannya. Anda tidak ingin CPU menghabiskan seluruh waktunya dalam kode penanganan interupsi dan tidak menjalankan kode pengguna.

Salah satu bagian dari kode interrupt-driven yang tidak selalu kecil adalah penjadwal. Ini dipicu oleh sinyal dari penghitung waktu mundur, dan memeriksa keadaan sistem setiap kali dijalankan. Ini biasanya akan mencakup proses identifikasi yang siap dijalankan (misalnya, karena blok yang mereka tunggu telah tiba di memori), serta yang sudah kehabisan waktu.

Jadi, ketika Anda menjalankan thread sleep, apa yang Anda lakukan adalah memberi tahu OS bahwa (1) Anda menyerahkan waktu Anda, dan (2) Anda tidak boleh dibangunkan lagi sampai waktu tertentu berlalu.

Setiap kali penjadwal berjalan, ia akan melihat utas Anda dan hanya menandainya sebagai "siap untuk dijalankan" jika waktu itu telah berlalu. Ini adalah polling, sejenisnya, tapi ini bukan polling "sibuk-loop" karena dipicu oleh interupsi. Ini juga tidak semahal itu: biasanya hanya ada seribu atau lebih utas yang berjalan sekaligus.

Ini juga harus memberi Anda gambaran mengapa waktu tidur tidak tepat: ketika utas Anda siap untuk berjalan, mungkin ada utas lain yang masih berjalan dan belum kehabisan waktu. Atau mungkin ada utas dengan prioritas lebih tinggi yang siap dijalankan.