前言

最近看到很多人都在討論多執行緒的問題，於是寫出了這篇部落格，希望可以幫到正在學習和使用這塊的朋友們，首先我們先看看兩個圖（兩個圖都來自其他碼農的分享）。

這兩個圖是一樣的邏輯，這裡一起羅列出來，下面讓我們用語句來簡單描述下兩個圖：

sleep 讓執行緒從 【running】 → 【阻塞態】 時間結束/interrupt → 【runnable】
wait 讓執行緒從 【running】 → 【等待佇列】notify → 【鎖池】 → 【runnable】

當我們看到這個圖的時候首先會看到執行緒的幾種狀態，下面讓我們先來分別說明一下：

執行緒共包括一下5種狀態

1. 新建、初始狀態（New） ：執行緒物件被建立後就進入了新建狀態，Thread thread = new Thread();

2. 就緒（Runnable）：也被稱之為“可執行狀態”，當執行緒被new出來後，其他的執行緒呼叫了該物件的start()方法，即thread.start()，此時執行緒位於“可執行執行緒池”中，只等待獲取CPU的使用權，隨時可以被CPU呼叫。進入就緒狀態的程序除CPU之外，其他執行所需的資源都已經全部獲得。

3. 執行（Running）：執行緒獲取CPU許可權開始執行。注意：執行緒只能從就緒狀態進入到執行狀態。

4. 阻塞（Bloacked）：阻塞狀態是執行緒因為某種原因放棄CPU的使用權，暫時停止執行，知道執行緒進入就緒狀態後才能有機會轉到執行狀態。

阻塞的情況分三種：

• 等待阻塞：執行的執行緒執行wait()方法，該執行緒會釋放佔用的所有資源，JVM會把該執行緒放入“等待池中”。進入這個狀態後是不能自動喚醒的，必須依靠其他執行緒呼叫notify()或者notifyAll()方法才能被喚醒。
• 同步阻塞：執行的執行緒在獲取物件的（synchronized）同步鎖時，若該同步鎖被其他執行緒佔用，則JVM會吧該執行緒放入“鎖池”中。
• 其他阻塞：通過呼叫執行緒的sleep()或者join()或發出了I/O請求時，執行緒會進入到阻塞狀態。當sleep()狀態超時、join()等待執行緒終止或者超時、或者I/O處理完畢時，執行緒重新回到就緒狀態

以上三種阻塞狀態請參考上面的2個圖示來理解。

5. 死亡（Dead）：執行緒執行完了或因異常退出了run()方法，則該執行緒結束生命週期。

wait(), notify(), notifyAll()等方法介紹

這三個方法都是定義到Object類中，wait的作用是噹噹前執行緒釋放它所持有的鎖進入等待狀態，而notify和notifyAll則是喚醒當前物件上的等待執行緒。

notify() —— 喚醒在此物件監視器上等待的單個執行緒。
notifyAll() —— 喚醒在此物件監視器上等待的所有執行緒。

wait() —— 讓當前執行緒處於“等待(阻塞)狀態”，“直到其他執行緒呼叫此物件的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”，當前執行緒被喚醒(進入“就緒狀態”)。
wait(long timeout) —— 讓當前執行緒處於“等待(阻塞)狀態”，“直到其他執行緒呼叫此物件的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超過指定的時間量”，當前執行緒被喚醒(進入“就緒狀態”)。
wait(long timeout, int nanos) —— 讓當前執行緒處於“等待(阻塞)狀態”，“直到其他執行緒呼叫此物件的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某個執行緒中斷當前執行緒，或者已超過某個實際時間量”，當前執行緒被喚醒(進入“就緒狀態”)。

wait()會使“當前執行緒”等待，並且會釋放到它所佔用的“鎖標誌”，從而使執行緒所在物件中的其他synchronized資料可以被其他執行緒使用。

waite()和notify()因為會對物件的“鎖標誌”進行操作，所以它們必須在synchronized函式或synchronizedblock中進行呼叫。如果在non-synchronized函式或non-synchronizedblock中進行呼叫，雖然能編譯通過，但在執行時會發生IllegalMonitorStateException的異常。

負責喚醒等待執行緒的那個執行緒(我們稱為“喚醒執行緒”)，它只有在獲取“該物件的同步鎖”(這裡的同步鎖必須和等待執行緒的同步鎖是同一個)，並且呼叫notify()或notifyAll()方法之後，才能喚醒等待執行緒。雖然，等待執行緒被喚醒；但是，它不能立刻執行，因為喚醒執行緒還持有“該物件的同步鎖”。必須等到喚醒執行緒釋放了“物件的同步鎖”之後，等待執行緒才能獲取到“物件的同步鎖”進而繼續執行。

suspend()和 resume()方法

兩個方法配套使用，suspend()使得執行緒進入阻塞狀態，並且不會自動恢復，必須其對應的resume()被呼叫，才能使得執行緒重新進入可執行狀態。典型地，suspend()和 resume() 被用在等待另一個執行緒產生的結果的情形：測試發現結果還沒有產生後，讓執行緒阻塞，另一個執行緒產生了結果後，呼叫 resume()使其恢復。

注意區別：

初看起來wait() 和 notify() 方法與suspend()和 resume() 方法對沒有什麼分別，但是事實上它們是截然不同的。區別的核心在於，前面敘述的suspend()及其它所有方法線上程阻塞時都不會釋放佔用的鎖（如果佔用了的話），而wait() 和 notify() 這一對方法則相反。

sleep() 和 yield()方法

這兩個方法都定義在Thread.java中

sleep()的作用是讓當前執行緒休眠（正在執行的執行緒主動讓出cpu，然後cpu就可以去執行其他任務），即當前執行緒會從“執行狀態”進入到“休眠（阻塞）狀態”。sleep()會指定休眠時間，執行緒休眠的時候會大於或者等於該休眠時間，當時間過後該執行緒重新被會形式，他會由“阻塞狀態”程式設計“就緒狀態”，從而等待cpu的排程執行，注意：sleep方法只是讓出了cpu的執行權，並不會釋放同步資源鎖。

yield()的作用是讓步，它能夠讓當前執行緒從“執行狀態”進入到“就緒狀態”，從而讓其他等待執行緒獲取執行權，但是不能保證在當前執行緒呼叫yield()之後，其他執行緒就一定能獲得執行權，也有可能是當前執行緒又回到“執行狀態”繼續執行，注意：這裡我將上面的“具有相同優先順序”的執行緒直接改為了執行緒，很多資料都寫的是讓具有相同優先順序的執行緒開始競爭，但其實不是這樣的，優先順序低的執行緒在拿到cpu執行權後也是可以執行，只不過優先順序高的執行緒拿到cpu執行權的概率比較大而已，並不是一定能拿到。

舉個例子：一幫朋友在排隊上公交車，輪到Yield的時候，他突然說：我不想先上去了，咱們大家來競賽上公交車。然後所有人就一塊衝向公交車，

有可能是其他人先上車了，也有可能是Yield先上車了。

但是執行緒是有優先順序的，優先順序越高的人，就一定能第一個上車嗎？這是不一定的，優先順序高的人僅僅只是第一個上車的概率大了一點而已，

最終第一個上車的，也有可能是優先順序最低的人。並且所謂的優先順序執行，是在大量執行次數中才能體現出來的。

wait和sleep的區別

相同點：

1. 他們都是在多執行緒的環境下，都可以在程式的調用出阻塞指定的毫秒數並且返回

2. 兩個方法都可以通過interrupt()方法打斷執行緒的暫停狀態，但是執行緒會丟擲InterruptedException。需要注意的是，InterruptedException是執行緒自己從內部丟擲的，並不是interrupt()方法丟擲的。對某一執行緒呼叫 interrupt()時，如果該執行緒正在執行普通的程式碼，那麼該執行緒根本就不會丟擲InterruptedException。但是，一旦該執行緒進入到 wait()/sleep()/join()後，就會立刻丟擲InterruptedException 。 

不同點：

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

2. 每個物件都有一個鎖來控制同步訪問。Synchronized關鍵字可以和物件的鎖互動，來實現執行緒的同步。 sleep方法沒有釋放鎖，而wait方法釋放了鎖，使得其他執行緒可以使用同步控制塊或者方法。 

3. wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制塊裡面使用，而sleep可以在任何地方使用 。注意：wiat()必須放在synchronized block中，否則會在program runtime時扔出“java.lang.IllegalMonitorStateException”異常。

4. sleep必須捕獲異常，而wait，notify和notifyAll不需要捕獲異常

綜上可得兩者最大的區別：sleep()睡眠時，保持物件鎖，仍然佔有該鎖；而wait()睡眠時，釋放物件鎖。

注意：

第一：呼叫notify() 方法導致解除阻塞的執行緒是從因呼叫該物件的 wait()方法而阻塞的執行緒中隨機選取的，我們無法預料哪一個執行緒將會被選擇，所以程式設計時要特別小心，避免因這種不確定性而產生問題。

第二：除了notify()，還有一個方法 notifyAll()也可起到類似作用，唯一的區別在於，呼叫 notifyAll()方法將把因呼叫該物件的 wait()方法而阻塞的所有執行緒一次性全部解除阻塞。當然，只有獲得鎖的那一個執行緒才能進入可執行狀態。

談到阻塞，就不能不談一談死鎖，略一分析就能發現，suspend()方法和不指定超時期限的wait()方法的呼叫都可能產生死鎖。遺憾的是，Java並不在語言級別上支援死鎖的避免，我們在程式設計中必須小心地避免死鎖。

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