线程(五)--sleep和wait的区别

Java线程同步机制之sleep与wait的区别
本文深入解析Java线程同步机制中的sleep和wait方法,详细对比两者在控制线程休眠和释放锁方面的区别,并通过实例代码演示实际应用。
    上次我们讲完了锁机制,接下来说一下sleep 和wait对锁的控制。
  
   sleep方法是Thread类的静态方法,表示在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠。
   wait方法则是Object类的普通方法,表示当前线程等待,直到其他线程调用这个对象的notify()或者notifyAll()方法。

   正如在上文中所说的, java引入了同步监视器来解决线程同步问题,使用同步监视器的通用方法就是同步代码块。其语法格式如下:
  synchronized (obj) {
                        
                  }
 

 其中obj就是同步监视器,上面代码的含义是:线程开始执行同步代码块之前,必须先获得对同步监视器的锁定。任何时候只能有一条线程可以获得对同步监视器的锁定。同步代码执行结束后,该线程自然释放了对同步监视器的锁定。
  
  因为wait会对线程的同步监视器进行操作,所以它们必须在synchronized函数或synchronized block中进行调用。如果在non-synchronized函数或non-synchronized block中进行调用,虽然能编译通过,但在运行时会发生IllegalMonitorStateException的异常。 


  sleep和wait具有使当前线程沉睡的作用,最为重要的一个区别就是sleep是Thread类的静态方法,因此他不能改变对象的锁。 所以当在一个Synchronized方法中调用sleep()时,线程虽然休眠了,但是对象的锁没有被释放,其他线程仍然无法访问这个对象。而wait()方法则会在线程休眠的同时释放掉机锁,其他线程可以访问该对象。

  下面我们通过一个例子,来深入了解一下:

/**
 * Thread sleep和wait区别
 * @author liubing
 *
 */
public class TestSleepAndWait implements Runnable {
    int number = 10;

    public void firstMethod() throws Exception {
        synchronized ( this) {
            number += 100;
            System. out.println( number);
        }
    }

    public void secondMethod() throws Exception {
        synchronized ( this) {
            /**
             * (休息2S,阻塞线程)
             * 以验证当前线程对象的机锁被占用时,
             * 是否被可以访问其他同步代码块
             */
            //Thread.sleep(2000);
            this.wait(2000);
            number *= 200;
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            firstMethod();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
      TestSleepAndWait testSleepAndWait = new TestSleepAndWait();
        Thread thread = new Thread(testSleepAndWait);
        thread.start();
        testSleepAndWait.secondMethod();
    }
}

  

  你能猜出打印的number值是多少吗?
  当使用  this.wait(2000) 时,打印的number值是 110
  当使用 Thread.sleep(2000)时,打印的number值是2100

  简单分析一下代码:
  这个类有两个同步方法,也就是任何一个方法执行时,TestSleepAndWait类的对象都会被锁定,导致其他方法等待。
  
 1. 我们先来看使用wait方式时的情况:
  主线程main方法开始执行, 调用thread.start()方法时,线程进入就绪状态,等待cpu调度。接下来会调用TestSleepAndWait类的secondMethod()方法,该方法的执行会先于thread的run方法。
  因此,当secondMethod()方法调用时,testSleepAndWait对象首先被main线程锁定,随后主线程进入等待。由于wait方法会使得main线程释放对testSleepAndWait对象的锁定,因此thread线程获得对testSleepAndWait对象的锁定,得到执行机会,run方法开始执行,number初始值10,加上100后,打印出110.

 2. 再来看使用sleep方式时的情况:
  
   主线程main方法开始执行, 调用thread.start()方法时,线程进入就绪状态,等待cpu调度。接下来会调用TestSleepAndWait类的secondMethod()方法,该方法的执行会先于thread的run方法。
  因此,当secondMethod()方法调用时,testSleepAndWait对象首先被main线程锁定,随后主线程进入等待。由于sleep方法仍然保持对testSleepAndWait对象的锁定,因此thread线程虽然处于就绪状态,但是由于无法获得对testSleepAndWait对象的锁定,firstMethod()无法执行。
  两秒钟后,main线程继续执行secondMethod()方法,number乘以200变成2000.
  secondMethod()方法执行完毕,对象锁被释放。
  此时thread线程终于获得对testSleepAndWait对象的锁定,开始执行firstMethod(),打印出2100.

  不知道你看明白了没有。

### 一、Java线程中 `sleep` `wait` 方法的区别 #### 1. **方法来源不同** - `sleep` 是 `Thread` 类的静态方法,用于控制线程的休眠时间。 - `wait` 是 `Object` 类的成员方法,用于线程间通信,使线程等待特定条件[^1]。 #### 2. **锁的释放行为不同** - `sleep` 方法不会释放当前线程持有的对象锁。即使线程进入休眠状态,它仍然持有锁,其他线程无法进入同步代码块或方法[^1]。 - `wait` 方法会释放当前线程持有的对象锁,并将线程加入到等待队列中,允许其他线程获取该对象的锁并执行同步代码[^2]。 #### 3. **使用环境不同** - `sleep` 可以在任何代码中使用,不依赖于同步上下文。 - `wait` 必须在同步方法或同步代码块中使用,否则会抛出 `IllegalMonitorStateException` 异常。 #### 4. **唤醒机制不同** - `sleep` 在指定时间后自动恢复执行,不需要外部唤醒。 - `wait` 需要其他线程调用 `notify()` 或 `notifyAll()` 方法来唤醒等待的线程。如果没有调用唤醒方法,线程可能会一直等待下去[^1]。 #### 5. **异常处理不同** - `sleep` 方法需要捕获或抛出 `InterruptedException` 异常,因为线程可能在休眠期间被中断。 - `wait`、`notify` `notifyAll` 方法不需要捕获 `InterruptedException`,但它们仍然可以被中断并抛出该异常[^3]。 #### 6. **应用场景不同** - `sleep` 适用于简单的定时任务,例如每隔一段时间执行某些操作。 - `wait` 适用于线程间通信,特别是在多线程环境中需要等待某些条件满足后再继续执行的场景[^4]。 #### 7. **对中断的响应** - 如果一个线程正在 `sleep` 状态下被中断,它会抛出 `InterruptedException` 并清除中断状态。 - 如果一个线程正在 `wait` 状态下被中断,它也会抛出 `InterruptedException`,但不会清除中断状态[^4]。 ### 二、代码示例 #### `sleep` 方法示例 ```java public class SleepExample { public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(() -> { try { System.out.println("线程开始休眠"); Thread.sleep(2000); // 休眠2秒 System.out.println("线程结束休眠"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } }); thread.start(); } } ``` #### `wait` 方法示例 ```java public class WaitExample { private static final Object lock = new Object(); public static void main(String[] args) { Thread waiter = new Thread(() -> { synchronized (lock) { try { System.out.println("线程开始等待"); lock.wait(); // 等待 System.out.println("线程被唤醒"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }); Thread notifier = new Thread(() -> { synchronized (lock) { System.out.println("线程准备唤醒"); lock.notify(); // 唤醒等待的线程 } }); waiter.start(); try { Thread.sleep(1000); // 等待1秒后唤醒 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } notifier.start(); } } ``` ### 三、总结 | 特性 | `sleep` | `wait` | |--------------------|----------------------------------|----------------------------------| | 方法来源 | `Thread` 类的静态方法 | `Object` 类的成员方法 | | 锁的释放 | 不释放锁 | 释放锁 | | 使用环境 | 任何地方 | 同步方法或同步代码块 | | 唤醒机制 | 自动恢复 | 需要 `notify` 或 `notifyAll` 唤醒 | | 异常处理 | 需要捕获 `InterruptedException` | 不需要捕获 `InterruptedException` | | 应用场景 | 定时任务 | 线程间通信 | | 对中断的响应 | 清除中断状态 | 不清除中断状态 |
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