Question

我已经使用多线程在Java中实现了一个5阶段CPU指令管道模拟器。

每个阶段都是一个主要执行3个以下功能的线程，每两个阶段之间也有一个队列（容量为1）。

从上一阶段收到。
流程即履行其主要职责。
转发到下一阶段。

    @Override
    public void run() {
        while (!(latchQueue.isEmpty())) {
            fetch();
            process();
            forward();
        }
    }

模拟效果很好。这就是我被困住的地方，我希望能够只模拟指定数量的时钟周期。因此，模拟器应在达到指定的循环次数后停止/暂停。

截至目前，我已经启动了所有5个线程并让它模拟所有指令的处理，而不是按时钟周期限制它。

我怎样才能做到这一点？在达到指定的时钟周期时，是否需要暂停线程？如果是这样，我怎样才能优雅地处理暂停/停止线程？请帮助我选择最好的方法。在此先感谢：）

Answer 1

您已经在使用某些并发队列来在线程之间进行通信（确切地说它的工作原理并不清楚，因为您的代码示例非常不完整）。

因此，您可以在第一阶段计算周期，并使用相同的机制进行通信：将一个Sentinel对象推送到第一阶段的队列中，该对象代表＆＃34;时间停止/暂停此线程＆＃34;并且在处理时它暂停处理器（并且仍然将其转发到下一阶段，因此所有阶段将逐渐关闭）。例如，您可以扩展队列中传递的对象类型，以便层次结构包含实际有效负载对象（例如，已解码的指令等）或＆＃34;命令对象＆＃34;像这样停止/暂停哨兵。

另一个异步解决方案是Thread.interrupt每个线程并在你的处理循环中添加一个中断检查 - 这主要是为了优雅地关闭，而不是支持＆＃34;暂停＆＃ 34;功能。

Answer 2

以下工作会怎样？

在代表阶段的所有线程之间共享类CyclesCounter。它有tryReserve方法，从中获取true意味着线程已经为其下一次运行获得了足够的“时钟周期”。获得false意味着没有足够的周期。类是线程安全的。

在获得false之后，或许，你的线程应该停止（即，从run()返回） - 没有办法可以获得足够的周期（由于你的要求，因为我了解他们），直到整个会话再次运行。

class CyclesManager {

    private final AtomicInteger cycles;

    CyclesManager(int initialTotalCycles) {
        if (initialTotalCycles < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Negative initial cycles: " + initialTotalCycles);

        cycles = new AtomicInteger(initialTotalCycles);
    }

    /**
     * Tries to reserve given nr of cycles from available total nr of cycles. Total nr is decreased accordingly.
     * Method is thread-safe: total nr of is consistent if called from several threads concurrently.
     *
     * @param cyclesToReserve how many cycles we want
     * @return {@code true} if cycles are ours, {@code false} if not -- there's not enough left
     */
    boolean tryReserve(int cyclesToReserve) {
        int currentCycles = cycles.get();
        if (currentCycles < cyclesToReserve)
            return false;
        return cycles.compareAndSet(currentCycles, currentCycles - cyclesToReserve);
    }

}

在CPU指令管道模拟器中管理Java线程

2 个答案: