在循环中执行remainder操作的Java线程阻塞所有其他线程

Question

下面的代码片段执行两个线程，一个是每秒记录一次的简单计时器，第二个是执行remainder操作的无限循环：

public class TestBlockingThread {
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(TestBlockingThread.class);

    public static final void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable task = () -> {
            int i = 0;
            while (true) {
                i++;
                if (i != 0) {
                    boolean b = 1 % i == 0;
                }
            }
        };

        new Thread(new LogTimer()).start();
        Thread.sleep(2000);
        new Thread(task).start();
    }

    public static class LogTimer implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                long start = System.currentTimeMillis();
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    // do nothing
                }
                LOGGER.info("timeElapsed={}", System.currentTimeMillis() - start);
            }
        }
    }
}

这给出了以下结果：

[Thread-0] INFO  c.m.c.concurrent.TestBlockingThread - timeElapsed=1004
[Thread-0] INFO  c.m.c.concurrent.TestBlockingThread - timeElapsed=1003
[Thread-0] INFO  c.m.c.concurrent.TestBlockingThread - timeElapsed=13331
[Thread-0] INFO  c.m.c.concurrent.TestBlockingThread - timeElapsed=1006
[Thread-0] INFO  c.m.c.concurrent.TestBlockingThread - timeElapsed=1003
[Thread-0] INFO  c.m.c.concurrent.TestBlockingThread - timeElapsed=1004
[Thread-0] INFO  c.m.c.concurrent.TestBlockingThread - timeElapsed=1004

Answer 1

在这里的所有解释之后（感谢Peter Lawrey)，我们发现这种暂停的主要原因是很少到达循环内的安全点，因此需要很长时间来停止所有线程进行JIT编译的代码替换。

但我决定更深入地研究为什么安全点很少被到达。我发现为什么while循环的后跳在本例中不是“安全的”，这有点令人困惑。

所以我召唤-xx:+printassembly来帮忙

-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions \
-XX:+TraceClassLoading \
-XX:+DebugNonSafepoints \
-XX:+PrintCompilation \
-XX:+PrintGCDetails \
-XX:+PrintStubCode \
-XX:+PrintAssembly \
-XX:PrintAssemblyOptions=-Mintel

在分析阶段，从来没有看到变量i等于0。这就是为什么C2推测性地优化了这个分支，以便将循环转换为类似

for (int i = OSR_value; i != 0; i++) {
    if (1 % i == 0) {
        uncommon_trap();
    }
}
uncommon_trap();

注意，原来的无限循环被重塑为一个有计数器的规则有限循环！由于JIT优化以消除有限计数循环中的安全点轮询，因此此循环中也没有安全点轮询。

过了一段时间，i包装回0，这样就找到了不常见的陷阱。该方法被取消优化，并在解释器中继续执行。在使用新知识重新编译时，C2识别了无限循环并放弃编译。该方法的其余部分在解释器中进行，并有适当的安全点。

也可以通过手动添加safepoint重写代码。例如，thread.yield()循环结束时的调用，甚至将int i更改为long i（谢谢，Nitsan Wakart）也将修复暂停。