【Java 并发编程】LockSupport

发布时间 2023-10-17 10:17:08作者: LARRY1024

简介

java.util.concurrent.locks.LockSupport 是一个工具类,提供了基本的线程阻塞和唤醒功能,它是创建锁和其他同步组件的基础工具,内部是基于 sun.misc.Unsafe 类实现的。

LockSupport 和使用它的线程都会关联一个许可:

  • park 方法表示消耗一个许可,调用 park 方法时,如果许可可用,则 park 方法返回,如果没有许可,则一直阻塞直到许可可用;

  • unpark 方法表示增加一个许可,多次调用并不会积累许可,因为许可数最大值为 1。

方法介绍

  • park(): 阻塞当前线程,直到unpark方法被调用或当前线程被中断,park方法才会返回。

  • park(Object blocker): 同park()方法,多了一个阻塞对象blocker参数。

  • parkNanos(long nanos): 同park方法,nanos表示最长阻塞超时时间,超时后park方法将自动返回。

  • parkNanos(Object blocker, long nanos): 同parkNanos(long nanos)方法,多了一个阻塞对象blocker参数。

  • parkUntil(long deadline): 同park()方法,deadline参数表示最长阻塞到某一个时间点,当到达这个时间点,park方法将自动返回。(该时间为从1970年到现在某一个时间点的毫秒数)

  • parkUntil(Object blocker, long deadline): 同parkUntil(long deadline)方法,多了一个阻塞对象blocker参数。

  • unpark(Thread thread): 唤醒处于阻塞状态的线程thread。

阻塞和唤醒示例

示例1

子线程执行 LockSupport.park(),由于没有许可,进入阻塞状态。主线程 3 秒后调用 unpark 方法给子线程增加了一个许可,park 方法返回,子线程被唤醒继续执行。

【示例】:

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println("do something start");
            LockSupport.park();
            System.out.println("do something end");
        });

        thread.start();
        Thread.sleep(3000);

        System.out.println("给子线程thread增加一个许可");
        LockSupport.unpark(thread);
    }
}

输出结果:

do something start
给子线程thread增加一个许可
do something end

示例2

先 unpark 增加许可,随后 park 消费许可也是可以的。unpark 会给 thread 增加一个许可,此时调用 park 方法,由于许可是可用的,所以,park 方法直接返回了。

【示例】:

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println("do something start");
            System.out.println("子线程thread给自己增加一个许可");
            LockSupport.unpark(Thread.currentThread());
            LockSupport.park();
            System.out.println("do something end");
        });

        thread.start();
    }
}

输出结果:

do something start
子线程thread给自己增加一个许可
do something end

示例3

连续调用 unpark 不会累计许可,许可最大值为1,第一次 park 就已经消耗了许可,所以第二次 park 一直阻塞。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println("do something start");

            LockSupport.unpark(Thread.currentThread());
            System.out.println("unpark 1");
            LockSupport.unpark(Thread.currentThread());
            System.out.println("unpark 2");

            LockSupport.park();
            System.out.println("park 1");
            LockSupport.park();
            System.out.println("park 2");

            System.out.println("do something end");
        });

        thread.start();
    }
}

输出结果:

do something start
unpark 1
unpark 2
park 1

阻塞对象 blocker 的作用

通过前面方法介绍可以看到,park、parkNanos、parkUntil 方法都有对应的带阻塞对象 blocker 参数的重载方法。Thread 类有一个变量为 parkBlocker,对应的就是 LockSupport 的 park 等方法设置进去的阻塞对象。

该参数主要用于问题排查和系统监控,在线程 dump 中会显示该参数的信息,有利于问题定位。

【示例】

分别调用 park() 和 park(Object blocker),然后使用 jstack 查看线程堆栈信息,对比发现后者会多输出一条阻塞对象的信息:

park():

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        LockSupport.park();
    }
}

image

park(Object blocker):

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        LockSupport.park(new Demo());
    }
}

image

和显式锁、隐式锁等待唤醒的区别

  • park和unpark方法的调用不需要获取锁。

  • 先调用unpark方法后调用park方法依然可以唤醒。

  • park方法响应中断,线程被中断后park方法直接返回,但是不会抛InterruptedException异常。

  • unpark方法是直接唤醒指定的线程。

参考: