如何理解Java中的Wait和Sleep？

最新推荐文章于 2024-08-28 17:40:27 发布

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本文介绍了Java中sleep()和wait()方法的基本概念、使用场景和区别，强调了它们在控制线程执行和同步中的作用，并讨论了wait可能导致的死锁问题。此外，文章还推荐了使用ScheduledExecutorService进行定时任务的实践和注意事项。

本文主要介绍Java中关于线程同步的一些基本概念和方法，包括sleep()和wait()的用法和区别。

首先，Java中的wait和sleep都是用来控制线程的执行的方法，但是它们的使用场景和底层实现有很大的区别。

sleep

sleep的作用是让线程休眠指定时间，然后重新进入就绪状态。sleep可以在任何地方使用，不需要获取锁。sleep的使用场景主要是控制线程执行的时间，比如实现定时任务。

public static void sleep(long millis) throws InterruptedException {
    Thread.sleep(millis);
}

wait

wait的作用是让线程等待，直到其他线程调用notify或notifyAll方法，使该线程重新进入就绪状态，唤醒它，或者等待时间结束。wait通常和synchronized关键字一起使用，用于线程间的协调和通信。wait必须在synchronized块中调用，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。wait的使用场景主要是在线程间进行通信，等待某个条件的满足。

public static void wait(long millis) throws InterruptedException {
    Thread.sleep(millis);
    synchronized (this) {
        while (!isDone) {
            wait(0);
        }
    }
}

区别

两个方法的区别在于，sleep()方法会释放线程的锁，而wait()方法不会。因此，当一个线程想要等待另一个线程完成某个操作时，应该使用wait()方法，而当一个线程想要暂停一段时间时，应该使用sleep()方法。

存在的问题

wait和sleep方法都存在一些问题：

wait方法容易造成死锁。如果一个线程在等待另一个线程唤醒它，而另一个线程正好在等待它释放锁，就会出现死锁。
sleep方法不能保证精确的休眠时间，因为线程进入休眠状态后，可能会被其他线程唤醒或者中断。
wait和sleep方法都会使线程进入阻塞状态，如果不恰当地使用，容易导致线程饥饿、死锁等问题。

至于如何高效地使用阻塞，更多可以参考下方的拓展阅读，比如说使用TimeUnit.SECONDS.sleep("你的暂停时间");

或者利用组件ScheduledExecutorService来实现定时操作。

ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService是Java中的一个线程池，用于执行定时任务或周期性任务。它继承了ExecutorService接口，可以使用submit()方法提交任务，并使用get()方法获取任务的Future对象，以便获取任务的执行结果。

我们以代码实例进行说明，比方说我们要实现一个轮询操作

import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduledExecutorServiceExample {

    public static void main(String[] args) {
        ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);

        Runnable task = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Task executed");
            }
        };

        executorService.scheduleAtFixedRate(task, 5, 10, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

上述代码创建了一个ScheduledExecutorService对象，并使用scheduleAtFixedRate()方法提交了一个定时任务。该任务每隔10秒钟执行一次，一共执行5次。

在任务执行时，我们打印了一条消息，表示任务已经被执行。需要注意的是，ScheduledExecutorService中的任务是线程安全的，因此可以在多个线程之间共享同一个ScheduledExecutorService对象。此外，ScheduledExecutorService还支持延迟时间和周期执行任务的方式，可以根据实际需求选择合适的方式来提交任务。

另外，虽然这个Service可以实现多线程共享，但是在线程较多时难免会产生竞态条件，此时我们可以为每个线程创建一个独立的Service对象。

参考资料

Java并发常见面试题总结（上） | JavaGuide(Java面试 + 学习指南)

wait - How do I make a delay in Java? - Stack Overflow