Java 中 wait 和 sleep 的区别:从原理到实践全解析

前言

在 Java 多线程编程中,waitsleep 是两位重量级角色。尽管它们都可以让线程暂停执行,但在实际使用中却有着天壤之别。很多人初学时对这两者感到困惑,甚至在面试中被考官"灵魂拷问":"waitsleep 有什么区别?"。今天,我们就从它们的原理、使用场景、常见误区等方面做一个详细的讲解。


一、基本概念

1. sleep 方法

Thread.sleep(long millis) 是 Java 提供的线程暂停工具,用于让当前线程休眠指定时间。

  • 属于 Thread 的静态方法。
  • 不需要依赖同步锁。
  • 休眠时间结束后,线程会自动从阻塞状态变为可运行状态。

示例:

java 复制代码
System.out.println("开始休眠");
Thread.sleep(2000); // 当前线程休眠 2 秒
System.out.println("休眠结束");
2. wait 方法

wait() 是 Object 类的实例方法,用于让当前线程进入等待状态,直到被唤醒。

  • 属于 Object 的实例方法。
  • 必须在 同步代码块或同步方法 中调用,否则会抛出 IllegalMonitorStateException
  • 等待的线程需要通过 notify()notifyAll() 唤醒。

示例:

java 复制代码
synchronized (lock) {
    System.out.println("线程进入等待状态");
    lock.wait(); // 线程释放锁,进入等待状态
    System.out.println("线程被唤醒");
}

二、核心区别

1. 所属类不同
方法 所属类 作用对象
sleep Thread 当前线程
wait Object 持有对象锁的线程
2. 是否释放锁
方法 是否释放锁
sleep 不释放锁
wait 释放锁

解释

  • sleep 不会影响同步代码块中其他线程的执行,因为它只是让线程休眠,锁仍然被持有。
  • wait 会主动释放锁,让其他线程有机会获取锁并执行。
3. 触发方式不同
方法 触发恢复方式
sleep 休眠时间结束后自动恢复
wait 必须被 notifynotifyAll 唤醒
4. 使用场景不同
方法 使用场景
sleep 暂停线程,模拟延迟
wait 线程间通信,等待某个条件满足时恢复

三、实践解析

1. sleep 的使用场景:模拟延迟

在某些场景中,我们需要让线程暂停一段时间,例如定时任务或动画效果的实现。

示例:

java 复制代码
public class SleepDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("倒计时开始:");
        for (int i = 5; i > 0; i--) {
            System.out.println(i);
            Thread.sleep(1000); // 每隔 1 秒打印一次
        }
        System.out.println("倒计时结束!");
    }
}

运行结果:

复制代码
倒计时开始:
5
4
3
2
1
倒计时结束!

2. wait 的使用场景:线程间通信

在多线程编程中,waitnotify 是线程间通信的核心工具。例如,生产者-消费者模式中,生产者需要等待消费者处理完消息后继续生产。

示例:

java 复制代码
public class WaitNotifyDemo {
    private static final Object lock = new Object();
    private static boolean condition = false;

    public static void main(String[] args) {
        Thread producer = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("生产者:准备生产数据");
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                condition = true;
                System.out.println("生产者:数据已就绪,唤醒消费者");
                lock.notify();
            }
        });

        Thread consumer = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                while (!condition) {
                    try {
                        System.out.println("消费者:数据未就绪,进入等待");
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("消费者:数据已处理");
            }
        });

        consumer.start();
        producer.start();
    }
}

运行结果:

复制代码
消费者:数据未就绪,进入等待
生产者:准备生产数据
生产者:数据已就绪,唤醒消费者
消费者:数据已处理

四、常见误区

1. 在非同步块中调用 wait

wait 方法必须在同步代码块或同步方法中调用,否则会抛出异常。

错误示例:

java 复制代码
Object lock = new Object();
lock.wait(); // 会抛出 IllegalMonitorStateException

正确示例:

java 复制代码
synchronized (lock) {
    lock.wait(); // 正常工作
}
2. 忘记调用 notifynotifyAll

使用 wait 后,必须确保在某个条件满足时调用 notifynotifyAll 唤醒线程,否则等待的线程将一直处于阻塞状态。


五、总结

特性 sleep wait
所属类 Thread Object
是否释放锁
唤醒方式 自动 notifynotifyAll
使用场景 模拟延迟、定时任务 线程间通信、等待条件
记忆小贴士:
  • 如果只是简单地让线程暂停一段时间,使用 sleep
  • 如果需要线程之间协作,等待某个条件时,使用 wait 搭配 notify

掌握了 waitsleep 的区别后,相信你在面对多线程开发时会更加得心应手!如果你还有其他疑问,欢迎留言讨论~ 😊

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