简单聊聊sleep&wait& synchronized

一、sleep & wait

首先从一个面试问题开篇:我们经常用的sleep() & wait() 方法有什么不同?
基于我自己的知识范围,我给出以下回答:

  1. sleep方法是Thread类的静态方法,而wait方法是Object类下的非静态方法
  2. sleep方法 执行时不会释放monitor;而wait方法在执行时会释放monitor,并将当前线程加入到等待monitor的wait set中。
  3. 啥时候想让当前线程休眠了,直接Thread.sleep(x)就好,不需要依赖monitor;但wait需要
  4. 通常情况下,sleep方法的执行线程不需要别人唤醒,但wait()通常需要别人notify()后才能唤醒接着执行,当然wait(x)方法除外。

对于第二点,通过以下代码进行验证。
关于sleep,我们常规的sleep写法:

public static void main(String[] args) {
        try {
            Thread.sleep(30000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

此时通过jstack查看线程状态发现:[main线程并没有在等待monitor]

"main" #1 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007fe24d002000 nid=0x1903 waiting on condition [0x0000700006f50000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)

关于wait,我们通过以下代码来对wait方法进行说明:

public static void main(String[] args) {

        Stream.of("T1", "T2").forEach(name ->
                new Thread(name) {
                    @Override
                    public void run() {
//                        m1();
                    m2();
                    }
                }.start()
        );
    }

    public static void m1() {
        synchronized (LOCK) {
            try {
                System.out.println("The Thread " + Thread.currentThread().getName() + " enter.");
                Thread.sleep(20000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }


    public static void m2() {
        synchronized (LOCK) {
            try {
                System.out.println("The Thread " + Thread.currentThread().getName() + " enter.");
                LOCK.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

首先注掉m1(),放开m2()。运行程序,得到运行结果:

The Thread T1 enter.
The Thread T2 enter.

这就说明,在T1获得LOCK进入synchronized代码块之后,通过wait将锁进行了释放,使得T2尝试获取LOCK时能够成功获取,并进入synchronzied代码块执行了println语句。

那如果注掉m2()放开m1()呢?结果如下:

The Thread T1 enter.

通过jstack发现,由于T1手里握着锁,仍处在synchronized代码块中,因此T2在尝试获取锁时因为无法获取而进入阻塞状态:

"T2" #14 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007fd96902a000 nid=0x5b03 waiting for monitor entry [0x000070000be19000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)

"T1" #13 prio=5 os_prio=31 tid=0x00007fd968895000 nid=0xa903 waiting on condition [0x000070000bd16000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
    at java.lang.Thread.sleep(Native Method)

关于第三点,做以下测试,即去掉获取锁的代码为:

    public static void m2() {
//        synchronized (LOCK) {
            try {
                System.out.println("The Thread " + Thread.currentThread().getName() + " enter.");
                LOCK.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
//        }
    }

执行结果:

Exception in thread "T1" Exception in thread "T2" java.lang.IllegalMonitorStateException
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    at java.lang.Object.wait(Object.java:502)

所以结论为:需要先获取锁才能执行wait(包括notify、notifyAll等)操作

二、synchronized

通过以上代码我们注意到,synchronized使用的是一个实例化之后的Object类的对象LOCK作为锁,那就聊聊关于synchronized的几种写法,以及这几种写法分别把锁加到了哪里。
同步代码块

final Object LOCK = new Object();

 synchronized (LOCK) {
            try {
                System.out.println("The Thread " + Thread.currentThread().getName() + " enter.");
                Thread.sleep(20000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

这种写法就是很明显的用LOCK对象作为锁用于线程同步

同步方法
被synchronized所修饰的方法的所在类:

public class SychronizedStatic {
    public synchronized  void m4() {
        System.out.println("m4 " + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(10_000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public synchronized  void m5() {
        System.out.println("m5 " + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(10_000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试代码:

public static void main(String[] args) {
        SychronizedStatic sychronizedStatic = new SychronizedStatic();
        new Thread("T4") {
            @Override
            public void run() {
                sychronizedStatic.m4();
            }
        }.start();

        new Thread("T5") {
            @Override
            public void run() {
                sychronizedStatic.m5();
            }
        }.start();
}

这种写法也比较好理解,作为锁的对象就是调用者,即sychronizedStatic

静态同步方法

被synchronized所修饰的静态方法的所在类:

public class SychronizedStatic {
    public synchronized static void m1() {
        System.out.println("m1 " + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(10_000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public synchronized static void m2() {
        System.out.println("m2 " + Thread.currentThread().getName());
        try {
            Thread.sleep(10_000L);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void m3() {
        synchronized (SychronizedStatic.class) {
            System.out.println("m3 " + Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(10_000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

}

测试方法:

    public static void main(String[] args) {
        new Thread("T1") {
            @Override
            public void run() {
                SychronizedStatic.m1();
            }
        }.start();

        new Thread("T2") {
            @Override
            public void run() {
                SychronizedStatic.m2();
            }
        }.start();

}

测试结果如下:

m1 T1

这就说明,m2()m3()阻塞在了SychronizedStatic.class上,也就是说被synchronized修饰的静态方法,在做线程同步时,加锁是加在静态方法所在的静态类Class对象上的。

三、 瞎扯

sleep & wait & synchronize,这都是java开发最基本的东西,但是如果稍微细问问的话,还真不一定理解的那么透彻。因此,学无止境,要融会贯通~

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