一題帶你徹底理解sleep()和wait()

一道Java的題目:

關於sleep()和wait()，以下描述錯誤的一項是:

• A sleep是執行緒類（Thread）的方法，wait是Object類的方法；
  

• B sleep不釋放物件鎖，wait放棄物件鎖
  

• C sleep暫停執行緒、但監控狀態仍然保持，結束後會自動恢復
  

• D wait後進入等待鎖定池，只有針對此物件發出notify方法後獲得物件鎖進入執行狀態

關於物件鎖：

擷取網上的一段話：

所有物件都自動含有單一的鎖。

JVM負責跟蹤物件被加鎖的次數。如果一個物件被解鎖，其計數變為0。在任務（執行緒）第一次給物件加鎖的時候，計數變為1。每當這個相同的任務（執行緒）在此物件上獲得鎖時，計數會遞增。 只有首先獲得鎖的任務（執行緒）才能繼續獲取該物件上的多個鎖。 每當任務離開一個synchronized（同步）方法，計數遞減，當計數為0的時候，鎖被完全釋放，此時別的任務就可以使用此資源。

這段話令人感到迷惑，一個物件不是隻有一個鎖嗎？只有獲得這個物件的鎖才能對它進行操作，若這個物件的鎖被一個執行緒先獲得，那就其他執行緒就需要等待。那多次加鎖什麼意思，鎖不是依附於物件的嗎？

在往下的文章中，我暫且理解為一個物件有且只有一把鎖，鎖在不同執行緒間傳遞，一個執行緒可以多次獲得同一個物件的鎖。暫且不考慮一個物件上多個鎖這種方法是不是確實存在，這對下面影響不大。

關於鎖池和等待池

在Java中，每個物件都有兩個池，鎖(monitor)池和等待池

• 鎖池 :假設執行緒A已經擁有了某個物件(注意:不是類)的鎖，而其它的執行緒想要呼叫這個物件的某個synchronized方法(或者synchronized塊)，由於這些執行緒在進入物件的synchronized方法之前必須先獲得該物件的鎖的擁有權，但是該物件的鎖目前正被執行緒A擁有，所以這些執行緒就進入了該物件的鎖池中。

• 等待池 :假設一個執行緒A呼叫了某個物件的wait()方法，執行緒A就會釋放該物件的鎖(因為wait()方法必須出現在synchronized中，這樣自然在執行wait()方法之前執行緒A就已經擁有了該物件的鎖)，同時執行緒A就進入到了該物件的等待池中。如果另外的一個執行緒呼叫了相同物件的notifyAll()方法，那麼處於該物件的等待池中的執行緒就會全部進入該物件的鎖池中，準備爭奪鎖的擁有權。如果另外的一個執行緒呼叫了相同物件的notify()方法，那麼僅僅有一個處於該物件的等待池中的執行緒(隨機)會進入該物件的鎖池.

深入理解：

如果執行緒呼叫了物件的 wait()方法，那麼執行緒便會處於該物件的等待池中，等待池中的執行緒不會去競爭該物件的鎖。

當有執行緒呼叫了物件的 notifyAll()方法（喚醒所有 wait 執行緒）或 notify()方法（只隨機喚醒一個 wait 執行緒），被喚醒的的執行緒便會進入該物件的鎖池中，鎖池中的執行緒會去競爭該物件鎖。

優先順序高的執行緒競爭到物件鎖的概率大，假若某執行緒沒有競爭到該物件鎖，它還會留在鎖池中，唯有執行緒再次呼叫 wait()方法，它才會重新回到等待池中。而競爭到物件鎖的執行緒則繼續往下執行，直到執行完了 synchronized 程式碼塊，它會釋放掉該物件鎖，這時鎖池中的執行緒會繼續競爭該物件鎖。

注：wait() ,notifyAll(),notify() 三個方法都是Object類中的方法.

關於wait() ,notifyAll(),notify() 三個方法

wait()

1. public final void wait() throws InterruptedException,IllegalMonitorStateException

該方法用來將當前執行緒置入休眠狀態，直到接到通知或被中斷為止。在呼叫 wait()之前，執行緒必須要獲得該物件的物件級別鎖，即只能在同步方法或同步塊中呼叫 wait()方法。進入 wait()方法後，當前執行緒釋放鎖。在從 wait()返回前，執行緒與其他執行緒競爭重新獲得鎖。如果呼叫 wait()時，沒有持有適當的鎖，則丟擲 IllegalMonitorStateException，它是 RuntimeException 的一個子類，因此，不需要 try-catch 結構。

notify()

1. public final native void notify() throws IllegalMonitorStateException

該方法也要在同步方法或同步塊中呼叫，即在呼叫前，執行緒也必須要獲得該物件的物件級別鎖，的如果呼叫 notify()時沒有持有適當的鎖，也會丟擲 IllegalMonitorStateException。

該方法用來通知那些可能等待該物件的物件鎖的其他執行緒。如果有多個執行緒等待，則執行緒規劃器任意挑選出其中一個 wait()狀態的執行緒來發出通知，並使它等待獲取該物件的物件鎖（notify 後，當前執行緒不會馬上釋放該物件鎖，wait 所在的執行緒並不能馬上獲取該物件鎖，要等到程式退出 synchronized 程式碼塊後，當前執行緒才會釋放鎖，wait所在的執行緒也才可以獲取該物件鎖），但不驚動其他同樣在等待被該物件notify的執行緒們。當第一個獲得了該物件鎖的 wait 執行緒執行完畢以後，它會釋放掉該物件鎖，此時如果該物件沒有再次使用 notify 語句，則即便該物件已經空閒，其他 wait 狀態等待的執行緒由於沒有得到該物件的通知，會繼續阻塞在 wait 狀態，直到這個物件發出一個 notify 或 notifyAll。這裡需要注意：它們等待的是被 notify 或 notifyAll，而不是鎖。這與下面的 notifyAll()方法執行後的情況不同。

notifyAll()

1. public final native void notifyAll() throws IllegalMonitorStateException

該方法與 notify ()方法的工作方式相同，重要的一點差異是：

notifyAll 使所有原來在該物件上 wait 的執行緒統統退出 wait 的狀態（即全部被喚醒，不再等待 notify 或 notifyAll，但由於此時還沒有獲取到該物件鎖，因此還不能繼續往下執行），變成等待獲取該物件上的鎖，一旦該物件鎖被釋放（notifyAll 執行緒退出呼叫了 notifyAll 的 synchronized 程式碼塊的時候），他們就會去競爭。如果其中一個執行緒獲得了該物件鎖，它就會繼續往下執行，在它退出 synchronized 程式碼塊，釋放鎖後，其他的已經被喚醒的執行緒將會繼續競爭獲取該鎖，一直進行下去，直到所有被喚醒的執行緒都執行完畢。

sleep()不會釋放掉鎖（監控）

最開始的那道題答案是D

原文釋出時間為： 2018-11-16
本文作者： Java技術驛站
本文來自雲棲社群合作伙伴“ Java技術驛站”，瞭解相關資訊可以關注“ Java技術驛站”。