【JUC】wait 和 sleep

wait() 和 sleep() 是 Java 多线程中两个非常容易混淆的方法，它们都会让当前线程暂停执行，但用途、机制和使用场景有本质区别。

核心区别一览

对比项	`wait()`	`sleep()`
所属类	`Object`	`Thread`
是否释放锁	释放持有的监视器锁	不释放锁
调用前提	必须在 `synchronized` 块/方法中	任意位置都可调用
唤醒方式	`notify()` / `notifyAll()` 或超时	超时自动醒，或 `interrupt()`
异常	抛 `InterruptedException`	抛 `InterruptedException`
主要用途	线程间通信/协作	单纯让线程暂停一段时间

一、wait()

wait() 定义在 java.lang.Object 上，因为它是**对象监视器（monitor）**机制的一部分。每个对象都有一把锁和一个等待队列。

关键特性

必须持有该对象的锁才能调用 ，否则抛 IllegalMonitorStateException。
调用后会释放锁，让其他线程有机会进入同步块。
线程进入该对象的 等待集（wait set） ，直到：
- 其他线程调用同一对象的 notify() / notifyAll()
- 或者等待时间超时（wait(long timeout)）
被唤醒后不会立即执行 ，需要重新竞争锁，拿到锁后才从 wait() 返回。

标准用法（生产者-消费者模式）

java 复制代码

class Buffer {
    private final Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
    private final int CAPACITY = 5;

    public synchronized void produce(int value) throws InterruptedException {
        while (queue.size() == CAPACITY) {
            wait();  // 队列满，释放锁并等待
        }
        queue.add(value);
        notifyAll(); // 唤醒等待的消费者
    }

    public synchronized int consume() throws InterruptedException {
        while (queue.isEmpty()) {
            wait();  // 队列空，释放锁并等待
        }
        int value = queue.poll();
        notifyAll(); // 唤醒等待的生产者
        return value;
    }
}

为什么用 while 而不是 if？

线程被唤醒后可能条件又不满足了（虚假唤醒 spurious wakeup ，或别的线程抢先消费了），所以必须循环检查条件：

java 复制代码

while (条件不满足) {
    wait();
}

二、sleep()

sleep() 是 Thread 的静态方法，作用是让当前线程暂停指定时间。

关键特性

调用时不会释放任何锁------如果持有锁，其他线程照样进不来。
到时间后线程回到就绪状态，等待 CPU 调度。
可以被 interrupt() 打断，抛出 InterruptedException。

java 复制代码

Thread.sleep(1000);          // 睡 1 秒
Thread.sleep(1000, 500000);  // 1 秒 + 500 微秒（纳秒参数）

常见用途

模拟耗时操作、轮询间隔
让出 CPU 给其他线程

java 复制代码

while (true) {
    // 轮询检查任务
    if (hasTask()) {
        doTask();
    }
    Thread.sleep(500); // 每 500ms 检查一次
}

三、为什么 sleep 不释放锁？

看个例子就明白了：

java 复制代码

synchronized (lock) {
    Thread.sleep(5000); // 这 5 秒内，其他线程无法进入这个同步块
}

如果 sleep 释放了锁，同步语义就被破坏了------synchronized 保护的临界区可能被其他线程插入执行，逻辑就乱了。而 wait 的设计目的恰恰是主动让出锁去等别人做事，所以必须释放。

四、记忆口诀

wait 是"等通知"：让出锁，等别人叫醒我 → 用于线程协作
sleep 是"打个盹"：抱着锁睡，到点自己醒 → 用于延时

五、补充：现代替代方案

虽然 wait/notify 是基础，但实际开发中更推荐用 java.util.concurrent 包里的高级工具，它们更安全、更易读：

Condition（配合 ReentrantLock）------ 替代 wait/notify，支持多个等待队列
BlockingQueue ------ 直接解决生产者-消费者问题
LockSupport.park()/unpark() ------ 更底层的线程阻塞原语，Lock 的底层实现

java 复制代码

// 用 BlockingQueue 替代手写 wait/notify
BlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(5);
queue.put(value);      // 满了自动阻塞
int v = queue.take();  // 空了自动阻塞