45、软件与硬件基础：多线程编程及多处理器架构解析

软件与硬件基础：多线程编程及多处理器架构解析

1. 软件基础

1.1 Java 编程中的线程问题

在 Java 编程里，会遇到诸如丢失唤醒问题这类情况。比如，当 S 将一个调用放入队列并调用 notify() 来唤醒一个操作线程时，由于通知是异步的，会存在延迟。S 返回后又将另一个调用放入队列，此时若队列已有等待调用，就不会再通知其他线程。最终，总机的 notify() 生效，唤醒了 A 线程，但 B 线程即使有调用需要处理也未被唤醒。这就是丢失唤醒问题，即一个或多个等待线程未能收到其等待条件已满足的通知。

1.1.1 线程的暂停操作

除了 wait() 方法能让持有锁的线程释放锁并暂停外，Java 还提供了其他方式让未持有锁的线程暂停：
- yield() 调用：暂停当前线程，请求调度器运行其他线程。调度器决定是否暂停该线程以及何时重启。若没有其他线程可运行，调度器可能会忽略 yield() 调用。
- sleep(t) 调用：指示调度器在指定的时间 t 内不运行该线程，调度器可在之后的任意时间重启该线程。

1.1.2 线程局部对象

在 Java 中，每个线程拥有自己的私有变量实例往往很有用。Java 通过 ThreadLocal<T> 类来支持线程局部对象，该类为每个线程管理一个类型为 T 的对象集合。不过，线程局部变量并非 Java 内