我們可能經常會用到 Thread.Sleep 函數來使線程掛起一段時間。那麼你有沒有正確的理解這個函數的用法呢？思考下麵這兩個問題： 假設現在是 2017-4-7 12:00:00.000，如果我調用一下 Thread.Sleep(1000) ，在 2017-4-7 12:00:01.000 的時候 ...
我們可能經常會用到 Thread.Sleep 函數來使線程掛起一段時間。那麼你有沒有正確的理解這個函數的用法呢？思考下麵這兩個問題：
- 假設現在是 2017-4-7 12:00:00.000，如果我調用一下 Thread.Sleep(1000) ，在 2017-4-7 12:00:01.000 的時候，這個線程會 不會被喚醒？
- 某人的代碼中用了一句看似莫明其妙的話：Thread.Sleep(0) 。既然是 Sleep 0 毫秒，那麼他跟去掉這句代碼相比，有啥區別麽？
我們先回顧一下操作系統原理。
操作系統中，CPU競爭有很多種策略。Unix系統使用的是時間片演算法，而Windows則屬於搶占式的。
在時間片演算法中，所有的進程排成一個隊列。操作系統按照他們的順序，給每個進程分配一段時間，即該進程允許運行的時間。如果在 時間片結束時進程還在運行，則CPU將被剝奪並分配給另一個進程。如果進程在時間片結束前阻塞或結束，則CPU當即進行切換。調度程 序所要做的就是維護一張就緒進程列表，，當進程用完它的時間片後，它被移到隊列的末尾。
所謂搶占式操作系統，就是說如果一個進程得到了 CPU 時間，除非它自己放棄使用 CPU ，否則將完全霸占 CPU 。因此可以看出，在搶 占式操作系統中，操作系統假設所有的進程都是“人品很好”的，會主動退出 CPU 。
在搶占式操作系統中，假設有若幹進程，操作系統會根據他們的優先順序、饑餓時間（已經多長時間沒有使用過 CPU 了），給他們算出一 個總的優先順序來。操作系統就會把 CPU 交給總優先順序最高的這個進程。當進程執行完畢或者自己主動掛起後，操作系統就會重新計算一 次所有進程的總優先順序，然後再挑一個優先順序最高的把 CPU 控制權交給他。
我們用分蛋糕的場景來描述這兩種演算法。假設有源源不斷的蛋糕（源源不斷的時間），一副刀叉（一個CPU），10個等待吃蛋糕的人（10 個進程）。
如果是 Unix操作系統來負責分蛋糕，那麼他會這樣定規矩：每個人上來吃 1 分鐘，時間到了換下一個。最後一個人吃完了就再從頭開始。於是，不管這10個人是不是優先順序不同、饑餓程度不同、飯量不同，每個人上來的時候都可以吃 1 分鐘。當然，如果有人本來不太餓，或者飯量小，吃了30秒鐘之後就吃飽了，那麼他可以跟操作系統說：我已經吃飽了（掛起）。於是操作系統就會讓下一個人接著來。
如果是 Windows 操作系統來負責分蛋糕的，那麼場面就很有意思了。他會這樣定規矩：我會根據你們的優先順序、饑餓程度去給你們每個人計算一個優先順序。優先順序最高的那個人，可以上來吃蛋糕——吃到你不想吃為止。等這個人吃完了，我再重新根據優先順序、饑餓程度來計算每個人的優先順序，然後再分給優先順序最高的那個人。
這樣看來，這個場面就有意思了——可能有些人是PPMM，因此具有高優先順序，於是她就可以經常來吃蛋糕。可能另外一個人是個醜男，而去很ws，所以優先順序特別低，於是好半天了才輪到他一次（因為隨著時間的推移，他會越來越饑餓，因此算出來的總優先順序就會越來越高，因此總有一天會輪到他的）。而且，如果一不小心讓一個大胖子得到了刀叉，因為他飯量大，可能他會霸占著蛋糕連續吃很久很久，導致旁邊的人在那裡咽口水。。。
而且，還可能會有這種情況出現：操作系統現在計算出來的結果，5號PPMM總優先順序最高，而且高出別人一大截。因此就叫5號來吃蛋糕。5號吃了一小會兒，覺得沒那麼餓了，於是說“我不吃了”（掛起）。因此操作系統就會重新計算所有人的優先順序。因為5號剛剛吃過，因此她的饑餓程度變小了，於是總優先順序變小了；而其他人因為多等了一會兒，饑餓程度都變大了，所以總優先順序也變大了。不過這時候仍然有可能5號的優先順序比別的都高，只不過現在只比其他的高一點點——但她仍然是總優先順序最高的啊。因此操作系統就會說：5號mm上來吃蛋糕……（5號mm心裡鬱悶，這不剛吃過嘛……人家要減肥……誰叫你長那麼漂亮，獲得了那麼高的優先順序）。
那麼，Thread.Sleep 函數是幹嗎的呢？還用剛纔的分蛋糕的場景來描述。上面的場景裡面，5號MM在吃了一次蛋糕之後，覺得已經有8分飽了，她覺得在未來的半個小時之內都不想再來吃蛋糕了，那麼她就會跟操作系統說：在未來的半個小時之內不要再叫我上來吃蛋糕了。這樣，操作系統在隨後的半個小時裡面重新計算所有人總優先順序的時候，就會忽略5號mm。Sleep函數就是乾這事的，他告訴操作系統“在未來的多少毫秒內我不參與CPU競爭”。
看完了 Thread.Sleep 的作用，我們再來想想文章開頭的兩個問題。
對於第一個問題，答案是：不一定。因為你只是告訴操作系統：在未來的1000毫秒內我不想再參與到CPU競爭。那麼1000毫秒過去之後，這時候也許另外一個線程正在使用CPU，那麼這時候操作系統是不會重新分配CPU的，直到那個線程掛起或結束；況且，即使這個時候恰巧輪到操作系統進行CPU 分配，那麼當前線程也不一定就是總優先順序最高的那個，CPU還是可能被其他線程搶占去。
與此相似的，Thread有個Resume函數，是用來喚醒掛起的線程的。好像上面所說的一樣，這個函數只是“告訴操作系統我從現在起開始參與CPU競爭了”，這個函數的調用並不能馬上使得這個線程獲得CPU控制權。
對於第二個問題，答案是：有，而且區別很明顯。假設我們剛纔的分蛋糕場景裡面，有另外一個PPMM 7號，她的優先順序也非常非常高（因為非常非常漂亮），所以操作系統總是會叫道她來吃蛋糕。而且，7號也非常喜歡吃蛋糕，而且飯量也很大。不過，7號人品很好，她很善良，她沒吃幾口就會想：如果現在有別人比我更需要吃蛋糕，那麼我就讓給他。因此，她可以每吃幾口就跟操作系統說：我們來重新計算一下所有人的總優先順序吧。不過，操作系統不接受這個建議——因為操作系統不提供這個介面。於是7號mm就換了個說法：“在未來的0毫秒之內不要再叫我上來吃蛋糕了”。這個指令操作系統是接受的，於是此時操作系統就會重新計算大家的總優先順序——註意這個時候是連7號一起計算的，因為“0毫秒已經過去了”嘛。因此如果沒有比7號更需要吃蛋糕的人出現，那麼下一次7號還是會被叫上來吃蛋糕。
因此，Thread.Sleep(0)的作用，就是“觸發操作系統立刻重新進行一次CPU競爭”。競爭的結果也許是當前線程仍然獲得CPU控制權，也許會換成別的線程獲得CPU控制權。這也是我們在大迴圈裡面經常會寫一句Thread.Sleep(0) ，因為這樣就給了其他線程比如Paint線程獲得CPU控制權的權力，這樣界面就不會假死在那裡。
末了說明一下，雖然上面提到說“除非它自己放棄使用 CPU ，否則將完全霸占 CPU”，但這個行為仍然是受到制約的——操作系統會監控你霸占CPU的情況，如果發現某個線程長時間霸占CPU，會強制使這個線程掛起，因此在實際上不會出現“一個線程一直霸占著 CPU 不放”的情況。至於我們的大迴圈造成程式假死，並不是因為這個線程一直在霸占著CPU。實際上在這段時間操作系統已經進行過多次CPU競爭了，只不過其他線程在獲得CPU控制權之後很短時間內馬上就退出了，於是就又輪到了這個線程繼續執行迴圈，於是就又用了很久才被操作系統強制掛起。。。因此反應到界面上，看起來就好像這個線程一直在霸占著CPU一樣。
末了再說明一下，文中線程、進程有點混亂，其實在Windows原理層面，CPU競爭都是線程級的，本文中把這裡的進程、線程看成同一個東西就好了。
