简述多线程中的锁与sleep

面试中经常被问到，在多线程/加锁环境下使用sleep可能出现的问题，首先总结一下这些问题基本都出自sleep不会释放锁这一点（与wait()截然相反）。

1 sleep可能会引发的问题#

1. 线程持有锁时休眠：
   • 当一个线程在持有锁的情况下调用 sleep() 时，它会在睡眠时仍保持锁的状态，此时其他线程将无法访问被锁定的资源，即使原线程实际上并未进行任何操作。这会导致资源利用效率低下，并可能引起死锁的情况，尤其是在复杂的锁定机制和多资源请求的情况下。
2. 增加系统的复杂性：
   • 依靠 sleep() 来“猜测”足够的时间以避免竞态条件，并不是一种可靠的同步机制。正确的做法应该使用显式的同步机制（如互斥锁、信号量、条件变量等）来明确地管理资源访问。

2 各种锁及使用sleep的影响#

1. 互斥锁（Mutex）：当线程持有互斥锁时使用 sleep()，会导致该线程在睡眠期间持续占用锁，阻塞其他线程的执行。
2. 读写锁（Read/Write Lock）：读写锁允许多个读操作并行，但写操作是独占的。如果在持有写锁时使用 sleep()，会阻止其他的写操作和读操作；如果在持有读锁时使用 sleep()，可能不会对其他读操作产生影响，但会延迟等待的写操作。
3. 自旋锁（Spinlock）：自旋锁通过忙等待来保持锁的持有，因此在持有自旋锁时使用 sleep() 是非常不合适的，这会违背自旋锁设计的初衷（快速且短时间的锁保持）。
4. 条件变量：条件变量本身就是为等待特定条件而设计，不需要在其使用中加入 sleep()，应使用条件变量的等待和通知机制来替代。

3 什么场景适合用sleep#

• 在一个需要频繁等待的循环中，如轮询某种状态或数据，使用 sleep() 可以减少CPU的占用率。
• 访问第三方api时/爬虫时，可能会触发速率限制，使用 sleep() 可以控制发送请求的速率。
• 在开发和测试阶段，sleep() 可以用来模拟操作耗时或引入人为的延迟。

参考资料#

• chatgpt
• 使用sleep()避免命中速率限制不起作用