Unterschied zwischen "wait()" vs "sleep()" in Java

Question

Was ist der Unterschied zwischen einem wait() und sleep() in Threads?

Ist mein Verständnis richtig, dass ein wait()-ender Thread sich immer noch im Laufmodus befindet und CPU-Zyklen verwendet, während ein sleep()-ender Thread keine CPU-Zyklen verbraucht?

Warum haben wir beide wait() und sleep()?

Wie unterscheidet sich deren Implementierung auf niedrigerer Ebene?

Answer 1

Eine wait kann von einem anderen Thread "aufgeweckt" werden, der notify auf dem Monitor aufruft, auf dem gewartet wird, während ein sleep dies nicht kann. Außerdem muss ein wait (und notify) in einem blockierten synchronized am Monitorobjekt erfolgen, während sleep das nicht erforderlich macht:

Object mon = ...;
synchronized (mon) {
    mon.wait();
} 

An diesem Punkt wartet der aktuell ausgeführte Thread und gibt den Monitor frei. Ein anderer Thread kann das Folgende tun

synchronized (mon) { mon.notify(); }

(am gleichen mon-Objekt) und der erste Thread (vorausgesetzt, er ist der einzige Thread, der auf dem Monitor wartet) wird aufwachen.

Sie können auch notifyAll aufrufen, wenn mehr als ein Thread auf den Monitor wartet - dies wird alle von ihnen aufwecken. Allerdings wird nur einer der Threads in der Lage sein, den Monitor zu erfassen (denken Sie daran, dass das wait in einem synchronized-Block steht) und fortfahren - die anderen werden dann blockiert, bis sie den Sperren des Monitors erwerben können.

Ein weiterer Punkt ist, dass Sie wait auf Object selbst aufrufen (d.h. Sie warten auf den Monitor eines Objekts), während Sie sleep auf Thread aufrufen.

Noch ein weiterer Punkt ist, dass Sie aus wait willkürliche Aufweckungen erhalten können (d.h. der Thread, der wartet, setzt sich aus keinem ersichtlichen Grund fort). Sie sollten immer wait verwenden, während Sie auf eine Bedingung warten, wie folgt:

synchronized {
    while (!condition) { mon.wait(); }
}

Answer 2

Ein wesentlicher Unterschied, der noch nicht erwähnt wurde, ist, dass:

• sleep() gibt das von ihm gehaltene Schloss am Thread nicht frei,

  synchronized(LOCK) {
      Thread.sleep(1000); // LOCK wird gehalten
  }

• wait() gibt das von ihm gehaltene Schloss am Objekt frei.

   synchronized(LOCK) {
       LOCK.wait(); // LOCK wird nicht gehalten
   }

Answer 3

Ich fand diesen Beitrag hilfreich. Es erklärt den Unterschied zwischen Thread.sleep(), Thread.yield() und Object.wait() in verständlichen Worten. Um zu zitieren:

Letztendlich landet alles beim Scheduler des Betriebssystems, der Prozessen und Threads Zeitscheiben zuweist.

sleep(n) sagt „Ich bin mit meiner Zeitscheibe fertig und bitte gib mir für mindestens n Millisekunden keine neue.“ Das Betriebssystem versucht nicht einmal, den schlafenden Thread zu planen, bis die angeforderte Zeit verstrichen ist.

yield() sagt „Ich bin mit meiner Zeitscheibe fertig, habe aber noch Arbeit zu tun.“ Das Betriebssystem kann dem Thread sofort eine neue Zeitscheibe geben oder einem anderen Thread oder Prozess die CPU überlassen, die der Thread gerade aufgegeben hat.

wait() sagt „Ich bin mit meiner Zeitscheibe fertig. Gib mir keine neue Zeitscheibe, bis jemand notify() aufruft.“ Wie bei sleep() wird das Betriebssystem Ihre Aufgabe nicht planen, es sei denn, jemand ruft notify() auf (oder es treten einige andere Aufwach-Szenarien auf).

Threads verlieren auch den Rest ihrer Zeitscheibe, wenn sie blockierende E/A durchführen oder unter einigen anderen Umständen. Wenn ein Thread die gesamte Zeitscheibe durchläuft, übernimmt das Betriebssystem zwangsweise die Kontrolle, ungefähr so, als würde yield() aufgerufen, damit andere Prozesse ausgeführt werden können.

Sie benötigen yield() selten, aber wenn Sie eine rechenintensive Anwendung mit logischen Aufgabengrenzen haben, kann das Einfügen eines yield() möglicherweise die Systemreaktionsfähigkeit verbessern (auf Kosten der Zeit - Kontextwechsel, selbst nur zum Betriebssystem und zurück, sind nicht kostenlos). Messen und testen Sie gegen die Ziele, die Ihnen wichtig sind, wie immer.

Answer 4

Es gibt hier viele Antworten, aber ich konnte die erwähnte semantische Unterscheidung auf keiner finden.

Es geht nicht um den Thread selbst; beide Methoden sind erforderlich, da sie sehr unterschiedliche Anwendungsfälle unterstützen.

sleep() sendet den Thread in den Ruhezustand, wie zuvor, es speichert einfach den Kontext und stoppt die Ausführung für eine vordefinierte Zeit. Um ihn also vor Ablauf der Zeit aufzuwecken, muss man die Thread-Referenz kennen. Dies ist keine häufige Situation in einer Multi-Thread-Umgebung. Es wird hauptsächlich für die Zeit-Synchronisation (z.B. Aufwecken genau nach 3,5 Sekunden) und/oder hart kodierten Fairneß (einfach eine Weile schlafen lassen und andere Threads arbeiten lassen) verwendet.

wait() hingegen ist ein Thread (oder Nachrichten) Synchronisationsmechanismus, der es Ihnen ermöglicht, einem Thread von dem Sie keine gespeicherte Referenz haben (oder sich nicht kümmern) zu benachrichtigen. Sie können es sich wie ein Publish-Subscribe Muster vorstellen (wait == abonnieren und notify() == veröffentlichen). Im Grunde genommen senden Sie mit notify() eine Nachricht (die möglicherweise nicht einmal empfangen wird und normalerweise interessiert es Sie nicht).

Zusammenfassend verwendet man normalerweise sleep() für Zeit-Synchronisation und wait() für Multi-Thread-Synchronisation.

Sie könnten auf die gleiche Weise in dem zugrunde liegenden Betriebssystem implementiert sein oder auch nicht (da frühere Versionen von Java keine echte Multithreading-Unterstützung hatten; wahrscheinlich machen das auch einige kleine VMs nicht). Vergessen Sie nicht, dass Java auf einer VM läuft, daher wird Ihr Code je nach der VM/OS/HW, auf der er ausgeführt wird, in etwas anderes umgewandelt.

Answer 5

Hier habe ich einige wichtige Unterschiede zwischen den Methoden wait() und sleep() aufgelistet.
PS: Klicken Sie auch auf die Links, um den Bibliothekscode zu sehen (interne Arbeitsweise, spielen Sie einfach ein wenig herum, um es besser zu verstehen).

wait()

1. wait() Methode gibt den Sperrstatus frei.

2. wait() ist die Methode der Klasse Object.

3. wait() ist die nicht-statische Methode - public final void wait() throws InterruptedException { //...}

4. wait() sollte durch die Methoden notify() oder notifyAll() benachrichtigt werden.

5. wait() Methode muss in einer Schleife aufgerufen werden, um mit Fehlalarmen umzugehen.

6. wait() Methode muss aus einem synchronisierten Kontext aufgerufen werden (d.h. synchronisierte Methode oder Block), sonst wirft es eine IllegalMonitorStateException

sleep()

1. sleep() Methode gibt den Sperrstatus nicht frei.
2. sleep() ist die Methode der Klasse java.lang.Thread.
3. sleep() ist die statische Methode - public static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException { //... }
4. nach der angegebenen Zeit ist sleep() abgeschlossen.
5. sleep() sollte besser nicht aus einer Schleife aufgerufen werden (siehe Code unten).
6. sleep() kann von überall aus aufgerufen werden. Es gibt keine spezifische Anforderung.

Ref: Unterschied zwischen Wait und Sleep

Codeausschnitt zum Aufrufen der wait- und sleep-Methode

synchronized(monitor){
    while(condition == true){ 
        monitor.wait()  //gibt Monitor-Sperre frei
    }

    Thread.sleep(100); //setzt aktuellen Thread auf Schlaf    
}