sleep 和 wait的区别

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你好，我是猿java。

在计算机编程中，特别是在多线程或并发编程中，sleep 和 wait 是两个非常常见的函数，但它们有不同的用途和工作机制，这篇文章我们将详细地讨论 sleep 和 wait 的区别，包括它们的内部工作原理、应用场景以及详细的示例代码，以帮助更全面地理解它们。

sleep

工作机制

  1. 暂停当前线程: sleep 方法暂停当前执行的线程一段指定的时间，时间结束后线程再恢复执行。
  2. 不会释放锁: 即使线程在 sleep 状态下持有锁，它也不会释放。它依然占用着该锁，其他线程无法获得该锁。
  3. 线程状态转换: sleep 方法会使线程从运行（RUNNING）状态转换为计时等待（TIMED_WAITING）状态。
  4. 静态方法: 它是 Thread 类的静态方法，调用时通过 Thread.sleep 访问。

应用场景

  • 限流: 控制任务执行的频率，防止线程过度占用CPU资源。
  • 定时任务: 在某个循环中，定时执行某些任务。

示例代码

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public class SleepExample extends Thread {
    public void run() {
        try {
            System.out.println("Thread going to sleep for 2 seconds.");
            Thread.sleep(2000); // 睡眠 2 秒
            System.out.println("Thread woke up after sleeping.");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SleepExample thread = new SleepExample();
        thread.start();
    }
}

wait

工作机制

  1. 释放锁并等待通知: wait 方法使当前线程等待，直到其他线程调用当前对象的 notify 或 notifyAll 方法。调用 wait 时，线程会释放它持有的锁。
  2. 必须在同步块或同步方法中使用: wait 方法必须在同步块或同步方法中调用，否则会抛出 IllegalMonitorStateException。
  3. 线程状态转换: wait 方法会使线程从运行（RUNNING）状态转换为等待（WAITING）状态。
  4. 对象方法: 它是 Object 类的方法，所以任何对象都可以调用。

应用场景

  • 线程间通信: 多个线程协同工作时，一个线程等待某个条件满足后，再被其他线程通知继续执行。
  • 生产者-消费者模型: 经常用于实现生产者-消费者模式中的同步。

示例代码

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public class WaitNotifyExample {
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 等待线程
        Thread waitingThread = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                try {
                    System.out.println("Thread waiting for the lock to be released.");
                    lock.wait(); // 进入等待状态并释放锁
                    System.out.println("Thread resumed after lock released.");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

        // 通知线程
        Thread notifyingThread = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("Notifying other threads.");
                lock.notify(); // 通知其他等待该锁的线程
                System.out.println("Notified waiting thread.");
            }
        });

        waitingThread.start();
        Thread.sleep(1000); // 确保 waitingThread 先持有锁并进入等待状态
        notifyingThread.start();
    }
}

sleep 和 wait的对比

特性 sleep wait
释放锁 否 是
需要在同步块或方法中 否 是
属于 Thread 类 Object 类
引发异常 InterruptedException InterruptedException 引发机制相同
作用范围 当前调用的线程 当前拥有锁的线程
线程状态改变 变为计时等待（TIMED_WAITING） 变为等待（WAITING）
典型应用场景 暂停线程的一段时间，用于控制节奏或定时操作 线程间通信，生产者-消费者模型等

img.png

总结

本文，我们分析了sleep 和 wait，sleep用于暂停当前线程一段指定时间，但仍保持锁，这常用来控制执行节奏或定时操作。wait使线程释放锁并进入等待状态，直到通过 notify/notifyAll 被唤醒，需在同步块中使用，适用于线程间通信如生产者-消费者模型。

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