Java多线程系列--“JUC锁”07之 LockSupport-白红宇

Java多线程系列--“JUC锁”07之 LockSupport

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发布时间：2019-06-19

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LockSupport介绍

　　LockSupport是JDK中比较底层的类，用来创建锁和其他同步工具类的基本线程阻塞原语。java锁和同步器框架的核心 AQS: AbstractQueuedSynchronizer，就是通过调用 LockSupport .park()和 LockSupport .unpark()实现线程的阻塞和解除阻塞的。LockSupport中的park() 和 unpark() 的作用分别是阻塞线程和解除阻塞线程，而且park()和unpark()不会遇到“Thread.suspend 和 Thread.resume所可能引发的死锁”问题。

因为park() 和 unpark()有许可的存在；调用 park() 的线程和另一个试图将其 unpark() 的线程之间的竞争将保持活性。

类图：

LockSupport函数列表

//private static void setBlocker(Thread t, Object arg)// 返回提供给最近一次尚未解除阻塞的 park 方法调用的 blocker 对象，如果该调用不受阻塞，则返回 null。static Object getBlocker(Thread t)// 为了线程调度，禁用当前线程，除非许可可用。static void park()// 为了线程调度，在许可可用之前禁用当前线程。static void park(Object blocker)// 为了线程调度禁用当前线程，最多等待指定的等待时间，除非许可可用。static void parkNanos(long nanos)// 为了线程调度，在许可可用前禁用当前线程，并最多等待指定的等待时间。static void parkNanos(Object blocker, long nanos)// 为了线程调度，在指定的时限前禁用当前线程，除非许可可用。static void parkUntil(long deadline)// 为了线程调度，在指定的时限前禁用当前线程，除非许可可用。static void parkUntil(Object blocker, long deadline)// 如果给定线程的许可尚不可用，则使其可用。static void unpark(Thread thread)

两个重点

操作对象

归根结底，LockSupport调用的Unsafe中的native代码：

public static void unpark(Thread thread) {        if (thread != null)            UNSAFE.unpark(thread);    }    public static void park() {        UNSAFE.park(false, 0L);    }

两个函数声明清楚地说明了操作对象：park函数是将当前Thread阻塞，而unpark函数则是将另一个Thread唤醒。

与Object类的wait/notify机制相比，park/unpark有两个优点：1. 以thread为操作对象更符合阻塞线程的直观定义；2. 操作更精准，可以准确地唤醒某一个线程（notify随机唤醒一个线程，notifyAll唤醒所有等待的线程），增加了灵活性。

关于许可

在上面的文字中，我使用了阻塞和唤醒，是为了和wait/notify做对比。其实park/unpark的设计原理核心是“许可”。park是等待一个许可。unpark是为某线程提供一个许可。如果某线程A调用park，那么除非另外一个线程调用unpark(A)给A一个许可，否则线程A将阻塞在park操作上。

有一点比较难理解的，是unpark操作可以再park操作之前。也就是说，先提供许可。当某线程调用park时，已经有许可了，它就消费这个许可，然后可以继续运行。这其实是必须的。考虑最简单的生产者(Producer)消费者(Consumer)模型：Consumer需要消费一个资源，于是调用park操作等待；Producer则生产资源，然后调用unpark给予Consumer使用的许可。非常有可能的一种情况是，Producer先生产，这时候Consumer可能还没有构造好（比如线程还没启动，或者还没切换到该线程）。那么等Consumer准备好要消费时，显然这时候资源已经生产好了，可以直接用，那么park操作当然可以直接运行下去。如果没有这个语义，那将非常难以操作。

LockSupport示例

对比下面的“示例1”和“示例2”可以更清晰的了解LockSupport的用法。

示例1

package lock.demo7;public class WaitTest1 {    public static void main(String[] args) {        ThreadA ta = new ThreadA("ta");        synchronized (ta) { // 通过synchronized(ta)获取“对象ta的同步锁”            try {                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start ta");                ta.start();                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " block");                // 主线程等待                ta.wait();                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue");            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }    static class ThreadA extends Thread {        public ThreadA(String name) {            super(name);        }        public void run() {            synchronized (this) { // 通过synchronized(this)获取“当前对象的同步锁”                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wakup others");                notify(); // 唤醒“当前对象上的等待线程”            }        }    }}

示例2

package lock.demo8;import java.util.concurrent.locks.LockSupport;public class LockSupportTest1 {    private static Thread mainThread;    public static void main(String[] args) {        ThreadA ta = new ThreadA("ta");        // 获取主线程        mainThread = Thread.currentThread();        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " start ta");        ta.start();        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " block");        // 主线程阻塞        LockSupport.park(mainThread);        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continue");    }    static class ThreadA extends Thread {        public ThreadA(String name) {            super(name);        }        public void run() {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " wakup others");            // 唤醒“主线程”            LockSupport.unpark(mainThread);        }    }}

运行结果：

main start tamain blockta wakup othersmain continue

说明：park和wait的区别。wait让线程阻塞前，必须通过synchronized获取同步锁。

示例3

LockSupport 很类似于二元信号量(只有1个许可证可供使用)，如果这个许可还没有被占用，当前线程获取许可并继续执行；如果许可已经被占用，当前线程阻塞，等待获取许可。

public static void main(String[] args){     LockSupport.park();     System.out.println("block.");}

运行该代码，可以发现主线程一直处于阻塞状态。因为 许可默认是被占用的 ，调用park()时获取不到许可，所以进入阻塞状态。

如下代码：先释放许可，再获取许可，主线程能够正常终止。LockSupport许可的获取和释放，一般来说是对应的，如果多次unpark，只有一次park也不会出现什么问题，结果是许可处于可用状态。

public static void main(String[] args){     Thread thread = Thread.currentThread();     LockSupport.unpark(thread);//释放许可     LockSupport.park();// 获取许可     System.out.println("b");}

LockSupport是可不重入 的，如果一个线程连续2次调用 LockSupport .park()，那么该线程一定会一直阻塞下去。

public static void main(String[] args) throws Exception{    Thread thread = Thread.currentThread();        LockSupport.unpark(thread);        System.out.println("a");    LockSupport.park();    System.out.println("b");    LockSupport.park();    System.out.println("c");}

这段代码打印出a和b，不会打印c，因为第二次调用park的时候，线程无法获取许可出现死锁。

下面我们来看下LockSupport对应中断的响应性

public static void t2() throws Exception{    Thread t = new Thread(new Runnable()    {        private int count = 0;        @Override        public void run()        {            long start = System.currentTimeMillis();            long end = 0;            while ((end - start) <= 1000)            {                count++;                end = System.currentTimeMillis();            }            System.out.println("after 1 second.count=" + count);            //等待或许许可            LockSupport.park();            System.out.println("thread over." + Thread.currentThread().isInterrupted());        }    });    t.start();    Thread.sleep(2000);    // 中断线程    t.interrupt();        System.out.println("main over");}

最终线程会打印出thread over.true。这说明线程如果因为调用park而阻塞的话，能够响应中断请求(中断状态被设置成true)，但是不会抛出InterruptedException 。

转自：http://blog.csdn.net/aitangyong/article/details/38373137

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