java - Linux JVM 是否真的实现了线程优先级？

Question

编写了一个快速的 Java 程序，以每个优先级生成 10 个线程，并使用 BigDecimals 计算 pi(4*atan(1) 方法)，每次 500,000 次，加入每个线程并报告运行方法的耗时。是的，可能不是最好的例子，但保持基本。

我知道Bug4813310

在 C 中做这件事并非易事，但我们可以假设在 Linux JVM 上从未设置 native 优先级吗？

$uname -r && grep bogomips /proc/cpuinfo
2.4.33.3
bogomips        : 4312.26
$java -version 2>&1 |head -1
Java version "1.6.0_01"
$javac T.java && java -Xmx32m -XX:+UseThreadPriorities T
1:3112
2:2636
3:2662
4:3118
5:2870
6:3319
7:3412
8:3304
9:3299
10:3069

看起来与预期的偏差并不大!那是在一个小型虚拟 Linux 机器上。也许只是孙的？我们将尝试 IBM J9 VM:

1:4091
2:4142
3:3957
4:3905
5:3984
6:3985
7:4130
8:4055
9:3752
10:4071

相比之下，总数字看起来相当不错，但从线程优先级的角度来看，这些数字没有比例。

让我们尝试在 2.6 内核上使用较旧的 Sun JVM 进行 500k 次迭代，该 JVM 经常加载平均负载很少低于 7:

$uname -r && grep bogomips /proc/cpuinfo
2.6.9-67.ELsmp
bogomips        : 3992.93
bogomips        : 3990.00
$java -version 2>&1 |head -1
java version "1.4.2_14"
$javac T.java && java -Xmx32m -XX:+UseThreadPriorities T
1:63200
2:64388
3:62532
4:58529
5:62292
6:64872
7:64885
8:64584
9:61653
10:61575

让我们在一个只有 2.6 内核的真实平板上试用 IBM 的 J9，由于系统更大，我会将迭代次数增加到 2,000,000。

$uname -r && grep bogomips /proc/cpuinfo
2.6.9-78.ELsmp
bogomips        : 5989.03
bogomips        : 5985.03
bogomips        : 5985.01
bogomips        : 5985.02
bogomips        : 5984.99
bogomips        : 5985.02
bogomips        : 5984.99
bogomips        : 5985.02
$java -Xmx32m T # this is the IBM J9
1:1718
2:1569
3:1989
4:1897
5:1839
6:1688
7:1634
8:1552
9:2027
10:1522

一些美好的时光，但仍然没有明显的线程/进程优先级。

让我们试试 Windows 盒子。我知道 Windows 有一个相当激进的线程优先级方案。任何高于正常轶事的东西都会消耗更多。因此，让我们在每个线程中进行 900,000 次迭代:

C:\>java -version
java version "1.6.0_11"
C:\>java -Xmx32m T
1:12578
2:12625
3:11469
4:11453
5:10781
6:8937
7:10516
8:8406
9:9953
10:7391

正是我们正在寻找的东西，不是吗？

那么 Linux JVM 显然没有线程优先级？ 我知道您不能真正降低 C 语言的 nice 级别，但我认为 JVM 工程师会想出如何保持一个低调的调度员。

Answer 1

来自 JDK 8 源代码，comment reads :

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// thread priority support

// Note: Normal Linux applications are run with SCHED_OTHER policy. SCHED_OTHER
// only supports dynamic priority, static priority must be zero. For real-time
// applications, Linux supports SCHED_RR which allows static priority (1-99).
// However, for large multi-threaded applications, SCHED_RR is not only slower
// than SCHED_OTHER, but also very unstable (my volano tests hang hard 4 out
// of 5 runs - Sep 2005).
//
// The following code actually changes the niceness of kernel-thread/LWP. It
// has an assumption that setpriority() only modifies one kernel-thread/LWP,
// not the entire user process, and user level threads are 1:1 mapped to kernel
// threads. It has always been the case, but could change in the future. For
// this reason, the code should not be used as default (ThreadPriorityPolicy=0).
// It is only used when ThreadPriorityPolicy=1 and requires root privilege.

...

Later on ，我们看到:

static int prio_init() {
  if (ThreadPriorityPolicy == 1) {
    // Only root can raise thread priority. Don't allow ThreadPriorityPolicy=1
    // if effective uid is not root. Perhaps, a more elegant way of doing
    // this is to test CAP_SYS_NICE capability, but that will require libcap.so
    if (geteuid() != 0) {
      if (!FLAG_IS_DEFAULT(ThreadPriorityPolicy)) {
        warning("-XX:ThreadPriorityPolicy requires root privilege on Linux");
      }

      ThreadPriorityPolicy = 0;
    }
  }

  if (UseCriticalJavaThreadPriority) {
    os::java_to_os_priority[MaxPriority] = os::java_to_os_priority[CriticalPriority];
  }

  return 0;
}

...

还有 subsequently :

OSReturn os::set_native_priority(Thread* thread, int newpri) {
  if ( !UseThreadPriorities || ThreadPriorityPolicy == 0 ) return OS_OK;

  int ret = setpriority(PRIO_PROCESS, thread->osthread()->thread_id(), newpri);
  return (ret == 0) ? OS_OK : OS_ERR;
}

所以!至少在 Sun Java 上，在 Linux 上，除非您已完成 -XX:ThreadPriorityPolicy 并且这似乎需要 root，否则您不会看到线程优先级。