Java线程状态以及 sheep（）、wait()、yield() 的区别

前言

最近看到很多人都在讨论多线程的问题，于是写出了这篇博客，希望可以帮到正在学习和使用这块的朋友们，首先我们先看看两个图（两个图都来自其他码农的分享）。

 

这两个图是一样的逻辑，这里一起罗列出来，下面让我们用语句来简单描述下两个图：

sleep 让线程从 【running】 → 【阻塞态】 时间结束/interrupt → 【runnable】
wait 让线程从 【running】 → 【等待队列】notify → 【锁池】 → 【runnable】

当我们看到这个图的时候首先会看到线程的几种状态，下面让我们先来分别说明一下：

线程共包括一下5种状态：

1. 新建、初始状态（New） ：线程对象被创建后就进入了新建状态，Thread thread = new Thread();

2. 就绪（Runnable）：也被称之为“可执行状态”，当线程被new出来后，其他的线程调用了该对象的start()方法，即thread.start()，此时线程位于“可运行线程池”中，只等待获取CPU的使用权，随时可以被CPU调用。进入就绪状态的进程除CPU之外，其他运行所需的资源都已经全部获得。

3. 运行（Running）：线程获取CPU权限开始执行。注意：线程只能从就绪状态进入到运行状态。

4. 阻塞（Bloacked）：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU的使用权，暂时停止运行，知道线程进入就绪状态后才能有机会转到运行状态。

阻塞的情况分三种：

• 等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，该线程会释放占用的所有资源，JVM会把该线程放入“等待池中”。进入这个状态后是不能自动唤醒的，必须依靠其他线程调用notify()或者notifyAll()方法才能被唤醒。
• 同步阻塞：运行的线程在获取对象的（synchronized）同步锁时，若该同步锁被其他线程占用，则JVM会吧该线程放入“锁池”中。
• 其他阻塞：通过调用线程的sleep()或者join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新回到就绪状态

以上三种阻塞状态请参考上面的2个图示来理解。

5. 死亡（Dead）：线程执行完了或因异常退出了run()方法，则该线程结束生命周期。

wait(), notify(), notifyAll()等方法介绍

这三个方法都是定义到Object类中，wait的作用是当当前线程释放它所持有的锁进入等待状态，而notify和notifyAll则是唤醒当前对象上的等待线程。

notify() —— 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
notifyAll() —— 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

wait() —— 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
wait(long timeout) —— 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
wait(long timeout, int nanos) —— 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”，“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量”，当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。

wait()会使“当前线程”等待，并且会释放到它所占用的“锁标志”，从而使线程所在对象中的其他synchronized数据可以被其他线程使用。

waite()和notify()因为会对对象的“锁标志”进行操作，所以它们必须在synchronized函数或synchronizedblock中进行调用。如果在non-synchronized函数或non-synchronizedblock中进行调用，虽然能编译通过，但在运行时会发生IllegalMonitorStateException的异常。

负责唤醒等待线程的那个线程(我们称为“唤醒线程”)，它只有在获取“该对象的同步锁”(这里的同步锁必须和等待线程的同步锁是同一个)，并且调用notify()或notifyAll()方法之后，才能唤醒等待线程。虽然，等待线程被唤醒；但是，它不能立刻执行，因为唤醒线程还持有“该对象的同步锁”。必须等到唤醒线程释放了“对象的同步锁”之后，等待线程才能获取到“对象的同步锁”进而继续运行。

suspend()和 resume()方法

两个方法配套使用，suspend()使得线程进入阻塞状态，并且不会自动恢复，必须其对应的resume()被调用，才能使得线程重新进入可执行状态。典型地，suspend()和 resume() 被用在等待另一个线程产生的结果的情形：测试发现结果还没有产生后，让线程阻塞，另一个线程产生了结果后，调用 resume()使其恢复。

注意区别：

初看起来wait() 和 notify() 方法与suspend()和 resume() 方法对没有什么分别，但是事实上它们是截然不同的。区别的核心在于，前面叙述的suspend()及其它所有方法在线程阻塞时都不会释放占用的锁（如果占用了的话），而wait() 和 notify() 这一对方法则相反。

sleep() 和 yield()方法

这两个方法都定义在Thread.java中

sleep()的作用是让当前线程休眠（正在执行的线程主动让出cpu，然后cpu就可以去执行其他任务），即当前线程会从“运行状态”进入到“休眠（阻塞）状态”。sleep()会指定休眠时间，线程休眠的时候会大于或者等于该休眠时间，当时间过后该线程重新被会形式，他会由“阻塞状态”编程“就绪状态”，从而等待cpu的调度执行，注意：sleep方法只是让出了cpu的执行权，并不会释放同步资源锁。

yield()的作用是让步，它能够让当前线程从“运行状态”进入到“就绪状态”，从而让其他等待线程获取执行权，但是不能保证在当前线程调用yield()之后，其他线程就一定能获得执行权，也有可能是当前线程又回到“运行状态”继续运行，注意：这里我将上面的“具有相同优先级”的线程直接改为了线程，很多资料都写的是让具有相同优先级的线程开始竞争，但其实不是这样的，优先级低的线程在拿到cpu执行权后也是可以执行，只不过优先级高的线程拿到cpu执行权的概率比较大而已，并不是一定能拿到。

举个例子：一帮朋友在排队上公交车，轮到Yield的时候，他突然说：我不想先上去了，咱们大家来竞赛上公交车。然后所有人就一块冲向公交车，

有可能是其他人先上车了，也有可能是Yield先上车了。

但是线程是有优先级的，优先级越高的人，就一定能第一个上车吗？这是不一定的，优先级高的人仅仅只是第一个上车的概率大了一点而已，

最终第一个上车的，也有可能是优先级最低的人。并且所谓的优先级执行，是在大量执行次数中才能体现出来的。

wait和sleep的区别

相同点：

1. 他们都是在多线程的环境下，都可以在程序的调用出阻塞指定的毫秒数并且返回

2. 两个方法都可以通过interrupt()方法打断线程的暂停状态，但是线程会抛出InterruptedException。需要注意的是，InterruptedException是线程自己从内部抛出的，并不是interrupt()方法抛出的。对某一线程调用 interrupt()时，如果该线程正在执行普通的代码，那么该线程根本就不会抛出InterruptedException。但是，一旦该线程进入到 wait()/sleep()/join()后，就会立刻抛出InterruptedException 。 

不同点：

1. Thread类的方法：sleep(),yield()
     Object的方法：wait()和notify()、notifyAll()

2. 每个对象都有一个锁来控制同步访问。Synchronized关键字可以和对象的锁交互，来实现线程的同步。 sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁，使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。 

3. wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在任何地方使用 。注意：wiat()必须放在synchronized block中，否则会在program runtime时扔出“java.lang.IllegalMonitorStateException”异常。

4. sleep必须捕获异常，而wait，notify和notifyAll不需要捕获异常

综上可得两者最大的区别：sleep()睡眠时，保持对象锁，仍然占有该锁；而wait()睡眠时，释放对象锁。

注意：

第一：调用notify() 方法导致解除阻塞的线程是从因调用该对象的 wait()方法而阻塞的线程中随机选取的，我们无法预料哪一个线程将会被选择，所以编程时要特别小心，避免因这种不确定性而产生问题。

第二：除了notify()，还有一个方法 notifyAll()也可起到类似作用，唯一的区别在于，调用 notifyAll()方法将把因调用该对象的 wait()方法而阻塞的所有线程一次性全部解除阻塞。当然，只有获得锁的那一个线程才能进入可执行状态。

谈到阻塞，就不能不谈一谈死锁，略一分析就能发现，suspend()方法和不指定超时期限的wait()方法的调用都可能产生死锁。遗憾的是，Java并不在语言级别上支持死锁的避免，我们在编程中必须小心地避免死锁。

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