java的線程調度操作在運行時是與平臺無關的。一個多任務系統需要在任務之間實現QoS(Quality of Service)治理時，假如CPU資源的分配基于Java線程的優先級，那么它在不同平臺上運行時的效果是很難猜測的。本文利用協調式多任務模型，提出一個與平臺無關、并且能在任務間動態分配CPU資源的方案。

　　現在，由于計算機系統已經從人機交互逐步向機機交互轉化，計算機和計算機之間的業務對于時間的要求非常高。軟件系統對于業務的支持已經不僅表現為對不同業務的邏輯和數據(算法+數據結構)支持，而且還表現為對同時處理不同任務的時效性(任務響應速度)支持。一般，任務響應的速度可以通過算法優化及并行運算分擔負載等手段來提高。但是，用戶業務邏輯的復雜度決定了算法優化的發揮空間，硬件規模決定了所能夠承擔負載的大小。我們利用Java平臺的特點，借鑒協調式多任務思想，使CPU資源能夠在任務間動態分配，從而為時間要求強的任務分配更多的CPU運行資源。這也可以充分利用現有硬件，為用戶業務提供最大的保障。

　　用Java解決問題

　　本著軟件系統結構和現實系統結構一致的思想，開發復雜業務服務的程序一般按照計算機任務和現實業務對應的思路，最終形成一個大規模的多任務系統。由于其跨平臺性，Java系統可以隨著業務的擴大，平滑地升級到各種硬件平臺上。由于Java自身的發展及其應用場合的不斷擴大，用它實現多任務系統已經成為當前的應用方向。在J2EE(Java2 EnterPRise Edition)推出以后，Sun公司已經將Java的重心放在了服務器端(Server Side)系統的構造上。由于客戶/服務器模型固有的多對一的關系，服務器端程序也必然是一個多任務系統。

　　在Java多任務應用中，動態地將CPU資源在任務間分配有很重要的意義。比如一個Internet服務商的系統往往有多種任務同時運行，有HTTP、FTP、MAIL等協議的支持，也有商務、娛樂、生活、咨詢等業務的服務。在白天，網站希望系統的CPU資源盡量保障網上用戶的服務質量，提高電子商務等任務的響應速度;晚上則希望讓自己的娛樂服務和資料下載盡可能滿足下班后人們的需要。另外，在新興的網管(比如TMN， Telecommunication Management Network)等應用領域中，服務程序往往需要支持成千上萬個并發響應事件的被治理對象(MO，Managed Object)。對于被治理對象執行的操作，不同用戶在不同時刻往往有不同的時間要求。

　　方案選擇

　　在考慮動態分配CPU資源的實施方案時，往往有以下兩點要求：

　　1. 須充分利用現有硬件資源，在系統空閑時，讓低優先級任務也能夠得到系統所能給予的最快響應。

　　2.當硬件資源超負荷運行時，雖然系統中有大規模、多數量的任務不能處理，但它不應受影響，而能夠順利處理那些能夠被處理的、最重要的高優先級任務。

　　多任務系統要用多線程實現的最簡單方法就是將線程和任務一一對應，動態調整線程的優先級，利用線程調度來完成CPU資源在不同任務間動態分配。這種思路在以前使用本地化代碼(Native Code)，充分利用特定硬件和操作系統技巧的基礎上是基本可行的。但在跨平臺的Java環境中，這個思路對僅有小規模任務數的簡單系統才可行，原因有以下兩點：

　　1. Java的線程雖然在編程角度(API)是與平臺無關的，但它的運行效果卻和不同操作系統平臺密切相關。為了利用更多的CPU資源，Java中的一個線程(Thread)就對應著不同操作系統下的一個真實線程。因為Java虛擬機沒有實現線程的調度，所以這些Java的線程在不同操作系統調度下運行的差異性也就比較明顯。例如在Windows系統中，不僅線程的優先級少于Java API參數規定的十個優先級，而且微軟明確反對程序員動態調整線程優先級。即使在操作系統中有足夠的優先權，讓線程優先級的參數和真實線程的優先級對應，不同操作系統的調度方式也會有許多不同。這最終會造成代碼在不同平臺上的行為變得不可猜測。這就很難滿足復雜的、大規模并發任務的眾多優先級需求，從而很難達到用戶業務需要達到的效果。

　　2. 由于在Java系統中，線程被包裝在一個Java語言的對象類—Thread中，所以為了完成Java語言對象和操作系統線程的對應，Java線程的系統開銷還是比較大的(在NT 4.0中，平均每個線程大致占用30KB內存)。因此假如讓Thread對象個數和成千上萬的任務數同比例增長，就顯然是不合理的。

　　綜上所述，根據并發多任務的大規模需求和Java平臺固有的特點，想要利用Java Thread對象的優先級調整CPU資源的分配是非常困難的，所以應該盡量避免讓線程和任務直接對應，也盡量避免使用操作系統線程優先級的調度機制。

　　解決方案

　　根據以上分析，問題的癥結在于：多任務系統中的任務在Java語言中的對應以及任務間的相互調度。

　　從本質上看，一個任務就是一系列對象方法的調用序列，與Java的Thread對象或者別的類的對象沒有必然聯系。在避免使用不同操作系統線程調度且同時Java虛擬機又沒有線程調度能力的情況下，要想構造一個協調式多任務系統，讓各個任務相互配合就成了最直接的思路。協調式多任務系統一般有以下特點：