为什么 wait 方法必须在 synchronized 保护的同步代码中使用？ 为什么 wait/notify/notifyAll 被定义在 Object 类中，而 sleep 定义在 Thread

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为什么 wait 方法必须在 synchronized 保护的同步代码中使用？

为什么 wait/notify/notifyAll 被定义在 Object 类中，而 sleep 定义在 Thread 类中？

wait/notify 和 sleep 方法的异同？

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为什么 wait 方法必须在 synchronized 保护的同步代码中使用？

例如：生产者消费者模型

class BlockingQueue {
    Queue buffer = new LinkedList();
    public void give(String data) {
        buffer.add(data);
        notify();  // Since someone may be waiting in take
    }
    public String take() throws InterruptedException {
        while (buffer.isEmpty()) {
            wait();
        }
        return buffer.remove();
    }
}

notify 方法可能会在 buffer.isEmpty 和 wait 方法之间被调用，如下：

• 首先，消费者线程调用 take 方法并判断 buffer.isEmpty 方法是否返回 true，若为 true 代表buffer是空的，则线程希望进入等待，但是在线程调用 wait 方法之前，就被调度器暂停了，所以此时还没来得及执行 wait 方法。
• 此时生产者开始运行，执行了整个 give 方法，它往 buffer 中添加了数据，并执行了 notify 方法，但 notify 并没有任何效果，因为消费者线程的 wait 方法没来得及执行，所以没有线程在等待被唤醒。
• 此时，刚才被调度器暂停的消费者线程回来继续执行 wait 方法并进入了等待。

正确代码：

public void give(String data) {
   synchronized (this) {
      buffer.add(data);
      notify();
  }
}
 
public String take() throws InterruptedException {
   synchronized (this) {
    while (buffer.isEmpty()) {
         wait();
       }
     return buffer.remove();
  }
}

wait 方法会释放 monitor 锁，这也要求我们必须首先进入到 synchronized 内持有这把锁。

“虚假唤醒”（spurious wakeup）的问题，线程可能在既没有被notify/notifyAll，也没有被中断或者超时的情况。while里面的条件，如果不满足条件，就会继续wait，也就消除了虚假唤醒的风险。

wait使用格式：

 synchronized (obj) {
     while (condition does not hold)
         obj.wait();
     ... // Perform action appropriate to condition
}

为什么 wait/notify/notifyAll 被定义在 Object 类中，而 sleep 定义在 Thread 类中？

主要有两点原因：

1. 因为 Java 中每个对象都有一把称之为 monitor 监视器的锁，由于每个对象都可以上锁，这就要求在对象头中有一个用来保存锁信息的位置。这个锁是对象级别的，而非线程级别的，wait/notify/notifyAll 也都是锁级别的操作，它们的锁属于对象，所以把它们定义在 Object 类中是最合适，因为 Object 类是所有对象的父类。
2. 因为如果把 wait/notify/notifyAll 方法定义在 Thread 类中，会带来很大的局限性，比如一个线程可能持有多把锁，以便实现相互配合的复杂逻辑，假设此时 wait 方法定义在 Thread 类中，如何实现让一个线程持有多把锁呢？又如何明确线程等待的是哪把锁呢？既然我们是让当前线程去等待某个对象的锁，自然应该通过操作对象来实现，而不是操作线程。

wait/notify 和 sleep 方法的异同？

相同点：

• 它们都可以让线程阻塞。
• 它们都可以响应 interrupt 中断：在等待的过程中如果收到中断信号，都可以进行响应，并抛出 InterruptedException 异常。

但是它们也有很多的不同点：

• wait 方法必须在 synchronized 保护的代码中使用，而 sleep 方法并没有这个要求。
• 在同步代码中执行 sleep 方法时，并不会释放 monitor 锁，但执行 wait 方法时会主动释放 monitor 锁。
• sleep 方法中会要求必须定义一个时间，时间到期后会主动恢复，而对于没有参数的 wait 方法而言，意味着永久等待，直到被中断或被唤醒才能恢复，它并不会主动恢复。
• wait/notify 是 Object 类的方法，而 sleep 是 Thread 类的方法。

以上就是关于 wait/notify 与 sleep 的异同点。