Java中wait、sleep、join和yield方法的区别

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引入

长期以来，多线程问题颇为受到面试官们的青睐。如果你去参加一个面试，面试官全程没有问你一个关于多线程的问题，你都觉得不正规（哈哈~~）。虽然在我们实际的开发过程很少会有开发复杂多线程应用的机会，但是通过深入理解它，会让你在面试与工作中，变得自信与从容。

关于java线程基础

如果对于Java线程基础不是很了解的同学，可以参考我的另外一篇文章：Java多线程基础

源码解读

wait、sleep、join和yield这四个方法中， sleep，join和yield定义在Thread类中，
wait定义在Object类中。下图展示了一个线程的生命周期：
Thread类:

package java.lang;
public class Thread implements Runnable {
  /**
   * 向调度程序发出的提示，表明当前线程愿意放弃使用当前的处理器资源。调度程序可以忽略这个提示。
   *  yield是一种启发式的改进线程之间的相对进程的尝试，否则会过度使用CPU。
   *       它的使用应该与详细的分析和基准测试相结合，以确保它实际具有预期的效果。
   * 很少适合使用这种方法。对于调试或测试目的，它可能很有用，因为它可以帮助重现由于竞态条件而产生的错误
   */
  public static native void yield();
  /**
   * 使当前正在执行的线程在指定的毫秒数内休眠（临时停止执行）；
   * 线程在休眠的过程中，不会释放任何已经得到的锁；
   */
  public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;

  /**
   * 等待线程死亡的时间最多为{millis}毫秒，如果{millis}设置为0时，将意味着一直等待下去。
   * 此实现使用{this.isAlive()}为条件，循环调用{Object.wait()}方法
   */
  public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException {
        long base = System.currentTimeMillis();
        long now = 0;

        if (millis < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
        }

        if (millis == 0) {
            while (isAlive()) {
                wait(0);
            }
        } else {
            while (isAlive()) {
                long delay = millis - now;
                if (delay <= 0) {
                    break;
                }
                wait(delay);
                now = System.currentTimeMillis() - base;
            }
        }
  }
}

我们可以看到join方法最终是以while循环的形式，通过检测当前线程isAlive()是否可用，调用Object.wait()进行阻塞等待。

Object类：

package java.lang;
public class Object {
  public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;
}

所以最终让线程等待的是Object.wait()， Thread.sleep()和Thread.yield()这三个方法；
而这三个方法都是调用的C/C++实现的本地方法；

Java线程状态

一个线程的生命周期中，总共有以下6种状态

• NEW - 这个状态主要是线程未被Thread.start()调用前的状态。
• RUNNABLE - 线程正在JVM中被执行，它可能正在等待来自操作系统(如处理器)的其他资源。
• BLOCKED - 线程被阻塞等待一个monitor锁，处于阻塞状态的线程正在等待monitor锁进入synchronized的代码块或方法，或者在调用Object.wait()方法后重新进入synchronized的代码块或方法。
• WAITING - 由于线程调用了Object.wait(0)，Thread.join(0)和LockSupport.park其中的一个方法，线程处于等待状态，其中调用wait, join方法时未设置超时时间。还有一种情况，处于等待状态的线程正在等待另一个线程执行特定的操作，比如：一个线程调用了Object.wait()后，等待另一个线程调用Object.notifyAll()或Object.notify()方法；或一个线程调用了Thread.join()方法，等待自己的线程的结束。
• TIMED_WAITING - 线程等待一个指定的时间，比如线程调用了Object.wait(long), Thread.join(long),LockSupport.parkNanos, LockSupport.parkUntil方法之后，线程的状态就会变成TIMED_WAITING
• TERMINATED - 终止的线程状态，线程已经完成执行。

下面我绘制出了一张Java线程的生命周期，如下图：

image

总结

1. sleep、yield方法是静态方法；作用的是当前执行的线程;
2. yield方法释放了cpu的执行权，但是依然保留了cpu的执行资格。给个简单的例子：很多人排队上WC，刚好排上yield上了，现在yield说，出让它这次机会，与更急的人一起比赛谁能更快进入到WC中去。这个比赛可能是其他的人，也可能就是yield本身；
3. wait释放CPU资源，同时释放锁；
4. sleep释放CPU资源，但不释放锁；
5. join()方法阻塞调用此方法的线程(calling thread)，直到线程执行完成，此线程再继续
   6.Thread类的sleep()和yield()方法将在当前正在执行的线程上运行。所以在其他处于等待状态的线程上调用这些方法是没有意义的，所以sleep()和yield()方法是静态的