Thread.sleep、Object.wait、LockSupport.park 区别

在java语言中，可以通过3种方式让线程进入休眠状态，分别是 Thread.sleep()、 Object.wait()、 LockSupport.park()方法。这三种方法的表现和原理都各有不同，今天稍微研究了下这几个方法的区别。

Thread.sleep() 方法

Thread.sleep(time)方法必须传入指定的时间，线程将进入休眠状态，通过jstack输出线程快照的话此时该线程的状态应该是TIMED_WAITING，表示休眠一段时间。

另外，该方法会抛出InterruptedException异常，这是受检查异常，调用者必须处理。

通过sleep方法进入休眠的线程不会释放持有的锁，因此，在持有锁的时候调用该方法需要谨慎。

Object.wait() 方法

我们都知道，java的每个对象都隐式的继承了Object类。因此每个类都有自己的wait()方法。我们通过object.wait()方法也可以让线程进入休眠。wait()有3个重载方法:

public final void wait() throws InterruptedException;
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

如果不传timeout，wait将会进入无限制的休眠当中，直到有人唤醒他。使用wait()让线程进入休眠的话，无论有没有传入timeout参数，线程的状态都将是WAITING状态。

另外，必须获得对象上的锁后，才可以执行该对象的wait方法。否则程序会在运行时抛出IllegalMonitorStateException异常。

Object waitObject = new Object();
try {
    //没获取到waitObject的锁，调用该方法抛出IllegalMonitorStateException异常
      waitObject.wait();
} catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
}

//正确的调用方式  
Object waitObject = new Object();
try {
    //先获取到waitObject的锁
    synchronized (waitObject){
        waitObject.wait();
    }
} catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
}

再调用wait()方法后，线程进入休眠的同时，会释放持有的该对象的锁，这样其他线程就能在这期间获取到锁了。

调用Object对象的notify()或者notifyAll()方法可以唤醒因为wait()而进入等待的线程。

LockSupport.park() 方法

通过LockSupport.park()方法，我们也可以让线程进入休眠。它的底层也是调用了Unsafe类的park方法：

//Unsafe.java类
//唤醒指定的线程
public native void unpark(Thread jthread);
//isAbsolute表示后面的时间是绝对时间还是相对时间，time表示时间，time=0表示无限阻塞下去
public native void park(boolean isAbsolute, long time);

调用park方法时，还允许设置一个blocker对象，主要用来给监视工具和诊断工具确定线程受阻塞的原因。

调用park方法进入休眠后，线程状态为WAITING。

实现原理

LockSupport.park() 的实现原理是通过二元信号量做的阻塞，要注意的是，这个信号量最多只能加到1。我们也可以理解成获取释放许可证的场景。unpark()方法会释放一个许可证，park()方法则是获取许可证，如果当前没有许可证，则进入休眠状态，知道许可证被释放了才被唤醒。无论执行多少次unpark()方法，也最多只会有一个许可证。

和wait的不同

park、unpark方法和wait、notify()方法有一些相似的地方。都是休眠，然后唤醒。但是wait、notify方法有一个不好的地方，就是我们在编程的时候必须能保证wait方法比notify方法先执行。如果notify方法比wait方法晚执行的话，就会导致因wait方法进入休眠的线程接收不到唤醒通知的问题。而park、unpark则不会有这个问题，我们可以先调用unpark方法释放一个许可证，这样后面线程调用park方法时，发现已经许可证了，就可以直接获取许可证而不用进入休眠状态了。

另外，和wait方法不同，执行park进入休眠后并不会释放持有的锁。

对中断的处理

park方法不会抛出InterruptedException，但是它也会响应中断。当外部线程对阻塞线程调用interrupt方法时，park阻塞的线程也会立刻返回。

Thread parkThread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("park begin");

                //等待获取许可
                LockSupport.park();
                //输出thread over.true
                System.out.println("thread over." + Thread.currentThread().isInterrupted());

            }
        });
        parkThread.start();

        Thread.sleep(2000);
        // 中断线程
        parkThread.interrupt();

        System.out.println("main over");

上面的demo最终会输出

park begin
main over
thread over.true

说明因park进入休眠的线程收到中断通知后也会立刻返回，并且可以手动通过Thread.currentThread().isInterrupted()获取到中断位。

总结

题外话：关于java进程的关闭

在linux中，我们通常用kill命令来关闭一个进程。众所周知，kill有-9和-15两种参数，默认是-15。如果是-15参数，系统就发送一个关闭信号给进程，然后等待进程关闭。在这个过程中，目标进程可以释放手中的资源，以及进行一些关闭操作。

正是有了这个概念，我曾经很大一段时间对java进程的关闭流程有所误解。在我原先的理解中，java进程接收到关闭信号后，会逐一给阻塞中的进程发送中断信号，并等待线程处理完。但其实这是错误的。

java进程收到关闭信号后，不会去关心运行中的那些线程是否运行完，也不会给阻塞中的线程发送中断信号。我们只能通过绑定关闭钩子来中断目标线程并等待线程执行完。

final Thread waitThread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("thread begin");

                //等待获取许可
                try {
                    Thread.sleep(1000000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                //输出thread over.true
                System.out.println("thread over." + Thread.currentThread().isInterrupted());

                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        waitThread.start();
        //绑定钩子
        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                try {
                    waitThread.interrupt();
                    waitThread.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("shutdown success");
            }
        }));

java进程在收到关闭信号后，会执行所有绑定了shutdownHook的线程，确保这些绑定的线程都执行完了才真正关闭。因此，我们要释放资源就要在shutdownHook的线程内操作，然后在线程内等待其他释放资源的线程执行完成。

注意，所有绑定了shutdownHook的线程也是并行执行的，不是顺序执行。另外，用-9参数的kill不会等shutdownHook线程执行完就退出。