探索JAVA并发 - 终于搞懂了sleep/wait/notify/notifyAll

> sleep/wait/notify/notifyAll分别有什么作用？它们的区别是什么？wait时为什么要放在循环里而不能直接用if？

## 简介

首先对几个相关的方法做个简单解释，Object中有几个用于线程同步的方法：wait、notify、notifyAll。

```java
public class Object {
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
public final native void notify();
public final native void notifyAll();
}
```

+ wait: 释放当前锁，阻塞直到被notify或notifyAll唤醒，或者超时，或者线程被中断(InterruptedException)
+ notify: 任意选择一个（无法控制选哪个）正在这个对象上等待的线程把它唤醒，其它线程依然在等待被唤醒
+ notifyAll: 唤醒所有线程，让它们去竞争，不过也只有一个能抢到锁
+ sleep: 不是Object中的方法，而是Thread类的静态方法，让当前线程持有锁阻塞指定时间

## sleep和wait

sleep和wait都可以让线程阻塞，也都可以指定超时时间，甚至还都会抛出中断异常InterruptedException。

而它们最大的区别就在于，sleep时线程依然持有锁，别人无法进当前同步方法；wait时放弃了持有的锁，其它线程有机会进入该同步方法。多次提到同步方法，因为wait必须在synchronized同步代码块中，否则会抛出异常IllegalMonitorStateException，notify也是如此，可以说wait和notify是就是为了在同步代码中做线程调度而生的。

下面一个简单的例子展现sleep和wait的区别：

```java
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Main {

// 日志行号记录
private AtomicInteger count = new AtomicInteger();

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Main main = new Main();
// 开启两个线程去执行test方法
new Thread(main::test).start();
new Thread(main::test).start();
}

private synchronized void test() {
try {
log("进入了同步方法，并开始睡觉，1s");
// sleep不会释放锁，因此其他线程不能进入这个方法
Thread.sleep(1000);
log("睡好了，但没事做，有事叫我，等待2s");
//阻塞在此，并且释放锁，其它线程可以进入这个方法
//当其它线程调用此对象的notify或者notifyAll时才有机会停止阻塞
//就算没有人notify，如果超时了也会停止阻塞
wait(2000);
log("我要走了，但我要再睡一觉，10s");
//这里睡的时间很长，因为没有释放锁，其它线程就算wait超时了也无法继续执行
Thread.sleep(10000);
log("走了");
notify();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}

// 打印日志
private void log(String s) {
System.out.println(count.incrementAndGet() + " "
+ new Date().toString().split(" ")[3]
+ "\t" + Thread.currentThread().getName() + " " + s);
}
}

/* 输出:

1 00:13:23 Thread-0 进入了同步方法，并开始睡觉，1s
2 00:13:24 Thread-0 睡好了，但没事做，有事叫我，等待2s
3 00:13:24 Thread-1 进入了同步方法，并开始睡觉，1s
4 00:13:25 Thread-1 睡好了，但没事做，有事叫我，等待2s
5 00:13:26 Thread-0 我要走了，但我要再睡一觉，10s
6 00:13:36 Thread-0 走了
7 00:13:36 Thread-1 我要走了，但我要再睡一觉，10s
8 00:13:46 Thread-1 走了

*/
```

对输出做个简单解释（已经看懂代码的童鞋可以跳过）：

```
1 00:13:23 Thread-0 进入了同步方法，并开始睡觉，1s // Thread-0首先进入同步方法，Thread-1只能门外候着
2 00:13:24 Thread-0 睡好了，但没事做，有事叫我，等待2s // Thread-0 sleep 1秒这段时间，Thread-1没进来，证明sleep没有释放锁
3 00:13:24 Thread-1 进入了同步方法，并开始睡觉，1s // Thread-0开始wait后Thread-1马上就进来了，证明wait释放了锁
4 00:13:25 Thread-1 睡好了，但没事做，有事叫我，等待2s // Thread-1也打算wait 2秒（2秒后真的能醒来吗？）
5 00:13:26 Thread-0 我要走了，但我要再睡一觉，10s // Thread-0已经wait超时醒来了，这次准备sleep 10s
6 00:13:36 Thread-0 走了 // 10s过去了Thread-0都sleep结束了，那个说要wait 2s的Thread-1还没动静，证明超时也没用，还得抢到锁
7 00:13:36 Thread-1 我要走了，但我要再睡一觉，10s // Thread-0退出同步代码后，Thread-1才终于得到了锁，能行动了
8 00:13:46 Thread-1 走了
```

## notify和notifyAll

同样是唤醒等待的线程，同样最多只有一个线程能获得锁，同样不能控制哪个线程获得锁。

区别在于：

+ notify：唤醒一个线程，其他线程依然处于wait的等待唤醒状态，如果被唤醒的线程结束时没调用notify，其他线程就永远没人去唤醒，只能等待超时，或者被中断
+ notifyAll：所有线程退出wait的状态，开始竞争锁，但只有一个线程能抢到，这个线程执行完后，其他线程又会有一个幸运儿脱颖而出得到锁

如果觉得解释的不够明白，代码来一波：

```java
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Main {

private AtomicInteger count = new AtomicInteger();

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Main main = new Main();
// 开启两个线程去执行test方法
for (int i = 0; i