Java 多线程中的「wait()」和「sleep()」：全面解析与最佳实践指南

Java 中「wait()」与「sleep()」：区别、选择和使用指南

简介

在 Java 多线程编程中，经常需要使用「wait()」和「sleep()」方法来暂停线程执行。虽然这两个方法都是为了实现暂停的目的，但它们在语义、实现和使用场景上存在着显著差异。理解这些差异对于编写健壮和可维护的多线程代码至关重要。

「wait()」

语义：

• 「wait()」会使调用线程进入等待状态，直到其他线程调用该对象的「notify()」或「notifyAll()」方法，或者等待指定的时间超时。
• 「wait()」会释放对象锁，让其他线程有机会访问该对象。

实现：

• 在底层，「wait()」会挂起线程，释放对象锁并进入等待队列。在此期间，线程不会消耗 CPU 资源。
• 当其他线程调用「notify()」或「notifyAll()」方法时，等待队列中的线程会被唤醒。

「sleep()」

语义：

• 「sleep()」会使调用线程进入睡眠状态，并在指定的时间后自动唤醒。
• 「sleep()」不会释放对象锁，并且在睡眠期间会继续消耗 CPU 资源。

实现：

• 「sleep()」会挂起线程，但不会释放对象锁。
• 在指定的时间结束后，线程会自动唤醒。

选择「wait()」还是「sleep()」

选择使用「wait()」还是「sleep()」取决于具体的使用场景：

• 线程间协调： 当需要线程之间进行协调，并且希望释放对象锁时，应该使用「wait()」。
• 延迟执行： 当需要在不释放对象锁的情况下延迟一段时间的线程执行时，应该使用「sleep()」。

实现差异

在底层实现上，这两个方法也有所不同：

• 「wait()」是一种基于条件的等待，当条件满足时唤醒线程。它是由对象自身调用的，需要配合「notify()」或「notifyAll()」方法使用。
• 「sleep()」是一种基于时间的等待，在指定的时间后自动唤醒线程。它是由线程本身调用的，不需要其他线程的配合。

示例

// 使用 wait() 进行线程间协调
Object lock = new Object();
Thread thread1 = new Thread(() -> {
    synchronized (lock) {
        while (condition != true) {
            lock.wait();
        }
        // 执行操作
    }
});

Thread thread2 = new Thread(() -> {
    synchronized (lock) {
        condition = true;
        lock.notify();
    }
});

// 使用 sleep() 进行延迟执行
Thread thread3 = new Thread(() -> {
    try {
        Thread.sleep(1000);
        // 执行操作
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
});

结论

「wait()」和「sleep()」是 Java 中用于暂停线程执行的两种不同方法，各有其特定的语义和实现。选择使用哪种方法取决于具体的使用场景和线程间协调的需求。

常见问题解答

1. 什么时候应该使用「wait()」？

   • 当需要线程之间进行协调，并且希望释放对象锁时。

2. 什么时候应该使用「sleep()」？

   • 当需要在不释放对象锁的情况下延迟一段时间的线程执行时。

3. 「wait()」和「sleep()」在实现上有何不同？

   • 「wait()」是一种基于条件的等待，由对象自身调用，需要配合「notify()」或「notifyAll()」方法使用。
   • 「sleep()」是一种基于时间的等待，由线程本身调用，不需要其他线程的配合。

4. 「wait()」会释放对象锁吗？

   • 是的，会释放对象锁。

5. 「sleep()」会消耗 CPU 资源吗？

   • 是的，会消耗 CPU 资源。