LockSupport

LockSupport是用来创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语

使用

每个使用LockSupport的线程都会与一个许可关联，如果该许可可用，并且可在进程中使用，则调用park()将会立即返回，否则可能阻塞。如果许可尚不可用，则可以调用 unpark()使其可用。但是注意许可不可重入，也就是说只能调用一次park()方法，否则会一直阻塞。

源码：

1
2
3
4
5
6
7
8
public static void park() {
    UNSAFE.park(false, 0L);
}

public static void unpark(Thread thread) {
    if (thread != null)
        UNSAFE.unpark(thread);
}

特色

• 可以先unpark()再park()：相当于unpark()时提供了一个许可，park()时直接消耗这个许可，不会真正的阻塞。

  与wait和notify相比

• wait和notify都是Object中的方法,在调用这两个方法前必须先获得锁对象，只能在同步代码块中调用；LockSupport不需要在同步代码块里。
• unpark()函数可以先于park()调用；notify不能先于wait调用，否则会抛异常。

  原理

  每个线程都有Parker实例,如下面的代码所示：

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  class Parker : public os::PlatformParker {
  private:
  volatile int _counter ;
  ...
  public:
  void park(bool isAbsolute, jlong time);
  void unpark();
  ...
  }
  class PlatformParker : public CHeapObj<mtInternal> {
  protected:
    pthread_mutex_t _mutex [1] ;
    pthread_cond_t  _cond  [1] ;
    ...
  }
  

  LockSupport就是通过控制变量_counter来对线程阻塞唤醒进行控制的。原理有点类似于信号量机制。

• 当调用park()方法时，会将_counter置为0，同时判断前值，小于1说明前面被unpark过,则直接退出，否则将使该线程阻塞。
• 当调用unpark()方法时，会将_counter置为1，同时判断前值，小于1会进行线程唤醒，否则直接退出。 形象的理解，线程阻塞需要消耗凭证(permit)，这个凭证最多只有1个。当调用park()方法时，如果有凭证，则会直接消耗掉这个凭证然后正常退出；但是如果没有凭证，就必须阻塞等待凭证可用；而unpark()则相反，它会增加一个凭证，但凭证最多只能有1个。
• 为什么可以先唤醒线程后阻塞线程？</br> 因为unpark()获得了一个凭证,之后调用park()因为有凭证消费，故不会阻塞。
• 为什么唤醒两次后阻塞两次会阻塞线程。</br> 因为凭证的数量最多为1，连续调用两次unpark()和调用一次unpark()效果一样，只会增加一个凭证；而调用两次park()却需要消费两个凭证。

比较

Thread.sleep()和Object.wait()

最大的区别就是Thread.sleep()不会释放锁资源，Object.wait()会释放锁资源。

• Thread.sleep()不会释放占有的锁，Object.wait()会释放占有的锁；
• Thread.sleep()必须传入时间，Object.wait()可传可不传，不传表示一直阻塞下去；
• Thread.sleep()到时间了会自动唤醒，然后继续执行；
• Object.wait()不带时间的，需要另一个线程使用Object.notify()唤醒；
• Object.wait()带时间的，假如没有被notify，到时间了会自动唤醒，这时又分好两种情况，一是立即获取到了锁，线程自然会继续执行；二是没有立即获取锁，线程进入同步队列等待获取锁；

Thread.sleep()和LockSupport.park()

• 从功能上来说，Thread.sleep()和LockSupport.park()方法类似，都是阻塞当前线程的执行，且都不会释放当前线程占有的锁资源；
• Thread.sleep()没法从外部唤醒，只能自己醒过来；
• LockSupport.park()方法可以被另一个线程调用LockSupport.unpark()方法唤醒；
• Thread.sleep()方法声明上抛出了InterruptedException中断异常，所以调用者需要捕获这个异常或者再抛出；
• LockSupport.park()方法不需要捕获中断异常；
• Thread.sleep()本身就是一个native方法；
• LockSupport.park()底层是调用的Unsafe的native方法；

Object.wait()和LockSupport.park()

• Object.wait()方法需要在synchronized块中执行；
• LockSupport.park()可以在任意地方执行；
• Object.wait()方法声明抛出了中断异常，调用者需要处理异常；
• LockSupport.park()不需要捕获中断异常；
• Object.wait()不带超时的，需要另一个线程执行notify()来唤醒，但不一定继续执行后续内容，有可能需要获取锁；
• LockSupport.park()不带超时的，需要另一个线程执行unpark()来唤醒，一定会继续执行后续内容；
• 在wait()之前执行了notify()会抛出IllegalMonitorStateException异常；
• 在park()之前执行了unpark()，线程不会被阻塞，直接跳过park()，继续执行后续内容；

总结

LockSupport是JDK中用来实现线程阻塞和唤醒的工具。使用它可以在任何场合使线程阻塞，可以指定任何线程进行唤醒，并且不用担心阻塞和唤醒操作的顺序，但要注意连续多次唤醒的效果和一次唤醒是一样的。

• Previous
  Java多线程-14丨JUC-AQS（同步器）简介
• Next
  Zookeeper-01丨Zookeeper基础